Экспериментальная установка и методика измерений

У

Рис. 3.5. Внешний вид регистрирующего прибора к установке «эффект Холла»

становка позволяет исследовать явление эффекта Холла путем из­мерения ЭДС ХоллаU_xсоответствующего датчика, помещенного в магнитное поле, создаваемое электромагнитом. Для измерения постоянной Хол­ла сни­мается зависимость ЭДС Холла от значения силы тока через датчик для различных значений величины индукции внешнего магнитного по­ля, задаваемых путем изменения величины тока через электромагнит.

На рис. 3.5 изображен внешний вид передней панели прибора.

На панели прибора кнопка “э.м./датч.” позволяет при соответствующем переключении выбирать ток либо через электромагнит, либо через датчик. Кнопка «напр.» предназначена для сброса показаний значений ЭДС Холла.

Порядок выполнения работы

1. Включите установку.

2. На панели прибора с помощью кнопки “э.м./датч.” выберите ток через электромагнит.

3. Задайте ток электромагнита путем нажатия кнопки «+»/«-» .

4. Переключив кнопку “э.м./датч.” на датчик, меняя направление и значения тока через датчик Холла, проведите измерения зависимости ЭДС Холла от силы тока через датчик.

5. Повторите измерения п. 2  4 для трех значений тока через электромагнит.

6. Выключите установку.

Режим работы установки прерывистый – через каждые 2 часа работы делается перерыв на 10-15 мин.

Обработка результатов эксперимента

1. Постройте зависимость ЭДС Холла U_x от силы тока I через датчик для каждого из трех различных значений силы тока через электромагнит. Эта зависимость имеет вид прямой: . Коэффициенты А и В в уравнении прямой рассчитываются с помощью метода наименьших квадратов по формулам (П.4), (П.5) Приложения, где X_i = I_i, Y_i =U_i.

2. Используя масштабный коэффициент, определите величину маг­нитной индукции магнитного поля для заданных значений тока через электромагнит.

3. Для каждого значения тока через электромагнит определите постоянную Холла, используя формулу:

,

где – толщина пластинки (датчика Холла), – величина магнитной индукции поля.

4. Определите среднее значение постоянной Холла .

5. Определите случайную погрешность как погрешность косвенных измерений по формуле:

,

при этом погрешность углового коэффициента определяется по формулам (П.6), (П.8) Приложения.

6. Систематическая составляющая погрешности определяется классом точности амперметра и рассчитывается по формуле:

.

6. Суммирование случайной и систематической погрешностей даст полную погрешность определения постоянной Холла:

.

Здесь – значение коэффициента Стьюдента при числе измерений, стремящемся к бесконечности (см. табл. 1 Приложения).

Лабораторная работа № 4

ИзучениЕ нестабильных элементов (сцинтилляционный счетчик)

Цель работы: ознакомление с работой сцинтилляционного счетчика, изучение зависимости числа фоновых (шумовых) выходных импульсов от напряжения на фотоэлектронном умножителе, изучение зависимости числа выходных импульсов счетчика от напряжения на фотоумножителе при наличии источника ионизирующего излучения (,  ).