Порядок выполнения работы
1. Определите и запишите пределы измерений, цену деления и класс точности измерительных приборов.
2. Присоедините:
контакты цифрового мультиметра к контактам на передней панели модуля для измерения напряжения Холла (UH);
модуль для изучения эффекта Холла к источнику питания, соединив выходы источника на 12 В со входами переменного тока на задней стороне модуля;
выходы источника питания к нижним входам катушек, верхние входы катушек соединяются между собой.
3. Установите дисплей в режим снятия значения тока: если на модуле для изучения эффекта Холла светится индикатор напротив символа , необходимо нажать кнопкуDisplay, при этом должен загореться индикатор напротив символа mA.
4. При отсутствии тока через образец и при выключенных намагничивающих катушках убедиться, что показания тесламетра равны нулю (магнитное поле отсутствует). Если это не подтвердилось, то регулировкой установки нуля на тесламетре (грубой и тонкой) добиться его нулевых показаний.
К работе можно приступать лишь после проверки правильности сборки схемы преподавателем или лаборантом!
5. Меняя напряжение и силу тока на источнике питания, установите значение для магнитного поля 250 мТл. Определите зависимость напряжения Холла от силы управляющего тока в диапазоне от –30 мА до 30 мА с шагом 5 мА.
Результаты измерений занесите в таблицу 1.
Таблица 1. Зависимость напряжения Холла от силы тока
Индукция В = 250 мТл | |||||||||||||
, мА |
-30 |
-25 |
-20 |
-15 |
-10 |
-5 |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
UH, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Установите значение силы тока в 30 мА.
Определите зависимость напряжения Холла от магнитной индукции. Для этого установите начальное значение магнитной индукции – 300 мТл, увеличивая магнитную индукцию с шагом в 50 мТл, измеряйте значение. Результаты измерений занесите в табл. 2.
Для смены знака магнитной индукции в нулевой точке (В = 0 Тл) поменяйте красный и синий провода местами у выхода источника питания на 12 В, тем самым изменив направление тока.
Таблица 2. Зависимость напряжения Холла от магнитной индукции при силе тока I=30 мА.
Индукция В, мТл |
, В | ||
-300 |
|
|
|
-250 |
|
|
|
… |
|
|
|
0 |
|
|
|
50 |
|
|
|
… |
|
|
|
300 |
|
|
|
Обработка результатов
1. Построить график зависимости (I)
2. Из полученных результатов определить:
- постоянную Холла по формуле (7);
- концентрацию зарядов n по формуле (5) ;
- подвижность Холла по формуле (9);
Результаты вычислений занести в таблицу 2.
3. Зная приборные ошибки цифрового вольтметра, тесламетра и миллиамперметра, вычислить погрешности , n и .
4. Построить график зависимости (В).