Pracownia Zakładu Fizyki Technicznej Politechniki Lubelskiej
Nazwisko i imię Kadłubowski Krzysztof studenta:							Instytut i symbol grupy Ed 3.5
Data wykonania ćwiczenia: 96-11-20		Symbol ćwiczenia: 11.1	Temat zadania: Wyznaczanie indukcji magnetycznej elektromagnesu przy pomocy teslomierza hallotronowego
Zaliczenie:			Ocena:	Data:	Podpis

1.Tabela pomiarów:

Połączenie szeregowe cewek elektromagnesu
I [A]	B[mT]
0.05	80
0.10	120
0.15	210
0.20	240
0.25	350
0.30	440
0.35	500
0.40	520
0.45	560
0.50	640
0.55	700
0.60	760
0.65	840
0.70	920
0.75	960
0.80	1040
0.85	1080
0.90	1160
0.95	1200

Połączenie równoległe cewek elektromagnesu
I [A]	B[mT]	I [A]	B[mT]	I [A]	B[mT]
0.05	60	1.15	720	2.25	1380
0.1	84	1.2	780	2.3	1400
0.15	100	1.25	800	2.35	1440
0.2	140	1.3	840	2.4	1440
0.25	170	1.35	860	2.45	1460
0.3	210	1.4	880	2.5	1480
0.35	240	1.45	920	2.55	1480
0.4	280	1.5	960	2.6	1500
0.45	320	1.55	1000	2.65	1520
0.5	350	1.6	1040	2.7	1520
0.55	390	1.65	1080	2.75	1560
0.6	420	1.7	1100	2.8	1560
0.65	460	1.75	1130	2.85	1600
0.7	500	1.8	1160	2.9	1600
0.75	510	1.85	1180	2.95	1620
0.8	520	1.9	1200	3	1620
0.85	560	1.95	1240	3.05	1640
0.9	580	2	1280	3.1	1640
0.95	600	2.05	1300	3.15	1660
1	640	2.1	1320	3.2	1680
1.05	680	2.15	1340	3.25	1680
1.1	700	2.2	1360	3.3	1680

2.Schemat układu pomiarowego:

Oznaczenia symboli użytych w schemacie pomiarowym:

-ZE- zasilacz prądowy elektromagnesu

-A- amperomierz

-T- teslomierz hallotronowy

-EL- elektromagnes złożony z dwóch cewek (P₁ ,P₂- początki uzwojeń elektromagnesu, K₁, K₂- końce uzwojeń elektromagnesu)

3.Część teoretyczna:

Do pomiaru natężenia indukcji pola magnetycznego B użyto teslomierza hallotronowego, którego budowę i zasadę działania obrazuje rysunek:

Jeżeli płytkę w kształcie prostopadłościanu o wymiarach a, b, c wykonaną z półprzewodnika lub metalu włączymy w obwód prądu stałego i umieścimy w polu magnetycznym prostopadły do płytki i kierunku prądu elektrycznego, to w kierunku poprzecznym (między punktami A i B) powstaje różnica potencjałów U_H zwana napięciem Halla. Prześledźmy mechanizm jego powstawania.

Przyjmijmy, że nośnikami prądu są dziury. Na nośniki działać będzie siła Lorentza :

gdzie:

ładunek nośnika

- wektor prędkości nośników

- wektor indukcji magnetycznej.

W sytuacji przedstawionej na powyższym rysunku wartość siły Lorentza wynosi:

.

Działanie tej siły powoduje gromadzenie się ładunków po jednej stronie płytki i ich niedobór po stronie przeciwnej. Proces polaryzacji płytki wzdłuż osi x trwa tak długo, aż siła pochodząca od wytworzonego pola elektrycznego E_x nie zrównoważy siły Lorentza :

przy czym . Gęstość prądu płynącego przez płytkę możemy zapisać: . Natężenie prądu jest równe:

Z powyższych równań otrzymujemy: gdzie jest stałą Halla, która zależy od rodzaju materiału płytki.

Z równań wynika, że aby uzyskać dużą wartość napięcia Halla należy stosować cienkie płytki, otrzymywane najczęściej techniką napylania z materiałów o dużej wartości stałej Halla.

Hallotrony znajdują szerokie zastosowanie w technice pomiarów natężenia pól magnetycznych, wielkości elektrycznych, jak również w układach liczących i logicznych.

4.Opracowanie wyników pomiaru:

Należało sporządzić wykres zależności indukcji magnetycznej w funkcji prądu zasilającego elektromagnes.

---