5. Порядок выполнения работы.
5.1. Собрать электрическую схему, приведенную на рисунке 20.3. В качестве источника магнитного поля L использовать длинный соленоид.
5.2. Включить приборы.
5.3. Поместить продольный датчик Холла внутрь соленоида приблизительно на половину его длины.
5.4. Изменяя ток, пропускаемый через датчик Холла Iд, и ток соленоида Iс, измерить значения ЭДС Холла при двух противоположных направлениях магнитного поля. Результаты измерений внести в таблицу 20.1.
5.5. По результатам измерений рассчитать значения магнитных полей и постоянной Холла:
; Rx=.
Результаты расчетов внести в таблицу 20.2.
Данные для расчета: Nc=16972 – число витков соленоида, lc=160,00,5 мм – его длина.
Таблица 20.1 – Напряжение Холла U23, мВ
Ток датчика Iд, мА |
Напряжение Холла U23, мВ |
U23 cр, мВ |
Напряжение Холла, U23, мВ |
U23 cр, мВ | |||
Ic= 0 A |
Ic= +0,5 A |
Ic= –0,5 A |
Ic= +0,9 A |
Ic= –0,9 A | |||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
3,0 |
|
|
|
|
|
|
|
4,0 |
|
|
|
|
|
|
|
5.6. При выключенном магнитном поле измерить удельное сопротивление полупроводникового материала датчика Холла. Результаты измерений и расчетов внести в таблицу 20.3.
Таблица 20.2 – Расчетные значения магнитной индукции и постоянной Холла
Ток датчика, мА |
Rx, Омм/Тл при В = …… мТл |
Rx, Омм/Тл при В = …… мТл |
Rx ср, Омм/Тл |
1,0 |
|
|
|
2,0 |
|
|
|
3,0 |
|
|
|
4,0 |
|
|
|
Таблица 20.3 – Экспериментальные данные
Ток датчика, мА |
Напряжение U14, В |
Сопротивление датчика R, Ом |
Удельное сопротивление , Омм |
2,0 |
|
|
|
4,0 |
|
|
|
5.7. Выключить приборы.
5.8. По средним значениям постоянной Холла и удельного сопротивления рассчитать концентрацию носителей тока в полупроводнике и их подвижность, используя формулы (20.9) и (20.13).
Контрольные вопросы
1. Закон Био-Савара-Лапласа.
2. Расчет магнитных полей простейших токовых систем (прямолинейный ток, ось кругового витка, соленоид).
3. Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях.
4. Эффект Холла.