Обработка результатов измерений

1. Определение постоянной Холла.

По данным измерений для I_эм = 2,5 А и I_пр = 1,5 4,0 построить на миллиметровой бумаге график зависимости E_Хл = f(I_пр). При В = const (т.е. при неизменном значении тока через электромагнит) график представляет собой прямую, коэффициент которой к оси абсцисс численно равен [формула(6)] R_Хл^.В/d. Из экспериментального графика можно определить коэффициент наклона прямой к оси абсцисс (рис.4):

Тогда:

При расчете необходимо учесть, что в данной установке при токе Iэм = 2,5 А напряженность поля в зазоре электромагнита Н = 96000 А/м.

2. Расчет концентрации электронов в образце n.

Вычисления провести по формуле:

где e - заряд электрона, e = 1,6·10^-19Кл.

3. Определение индукции магнитного поля в зазоре электромагнита.

Для используемого в данной работе электромагнита значение индукции известно только при силе тока равной 25 А. Чтобы определить значения индукции для токов через электромагнит равных 2.0;3.0; 3.5 и 4.0 А, воспользуемся графическим методом, который уже применялся в работе для определения постоянной Холла. Для каждого значения тока электромагнита необходимо построить на миллиметровой бумаге график зависимости E_Хл = f(I_пр) и по коэффициенту наклона каждого графика определить значение индукции магнитного поля в зазоре электромагнита (рис.4):

.

По полученным значениям индукции построить график зависимости B = f(I_эм).

4. Оценка погрешности определения величин R_хл, n, B.

Зная приборные ошибки цифрового вольтметра/ амперметра и миллиамперметра и формулы, по которым рассчитываются искомые величины, вычислить погрешности R_Хл, n и В.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Основные формулы.

3. Полученные экспериментальные данные в виде таблицы.

4. Графики зависимостей.

5. Вычисление значения R_хл, B, n и их погрешности.

Контрольные вопросы

1. Какая сила действует на заряд в магнитном поле? Чему равна величина силы и как определяется ее направление?

2. В чем заключается эффект Холла?

3. От чего зависит величина ЭДС Холла?

4. Какова последовательность определения R_Хл?

5. Как рассчитать концентрацию носителей, используя эффект Холла?

6. Во сколько раз отличается концентрация носителей заряда в металлической пластинке, по сравнению с концентрацией в полупроводниковом датчике Холла?

7. Как определить знак носителей заряда в полупроводниковом датчике Холла?

8. Как можно определить индукцию магнитного поля в зазоре катушки электромагнита с помощью датчика Холла?