Измерение индукции магнитного поля в зазоре электромагнита с помощью датчика Холла. Определение постоянной Холла и концентрации носителей заряда для полупроводника из германия, страница 2

                                                          (2)

Согласно формуле (1) скорость:

;

подставив это значение в равенство (2), получим

                                                            (3)

или

                                                (4)

Из равенств (3) и (4) следует, что постоянная Холла

.

Решив уравнение (3) относительно R_Хл, получим:

                                                          (5)

Это означает, что постоянная Холла равна численно ЭДС Холла, возникающей в образце единичной толщины, помещенной в магнитное поле с индукцией, равной единице, при токе I, равном единице.

 

 

Описание установки

М-датчик Холла, представляющий собой пластину германия размером 5х3х0,2мм. Цепь питания пластины включает источник напряжения U₁, реостат R₁, переключатель направления тока в пластине П₁ и миллиамперметр mА. Цепь питания электромагнита «Э» состоит из источника U₂, реостата R₂, амперметра «А». ЭДС Холла измеряется гальванометром.

Исследуя эффект Холла следует учесть, что при перемене направления магнитного поля поперечная разность потенциалов (ЭДС Холла) также должна менять знак (рис. 2). Это обстоятельство позволяет легко отличить истинный эффект Холла от побочных явлений, которые не меняют знак при указанных изменениях. Следует сказать, что изменение тока в датчике также ведет к изменению знака поперечной разности потенциалов, при этом ЭДС, вызванные побочными эффектами также меняют знак.

Пусть при некотором направлении магнитного поля разность потенциалов будет

                                                                          (3)

где Ех  - истинная ЭДС Холла, Е_R - падение напряжения, обусловленное побочными эффектами.

При изменении направления магнитного поля полная разность потенциалов составит :

                                                                 (4)

Из (3) и (4) находим:

                                                                               (5)

т.е. все побочные эффекты исключается.

Таким образом, измеряя ЭДС при различных направлениях магнитного поля  Е₁ и Е₂, находим значение ЭДС Холла Е_х:

                                                                             (6)

где Rx - постоянная Холла; I_пр - продольный ток через пластину; В - индукция магнитного поля в зазоре электромагнита; d - толщина пластины, d=0,2мм. Здесь . В нашем случае  m = 1,                m_о = 4p 10^-7 Гн/м.