Informe del experimento universitario de física

1. Nombre del experimento: Principio del efecto Hall y su aplicación

II. Propósito del experimento:

1. Aprender los principios y métodos de uso de elementos Hall para medir la intensidad de la inducción magnética y medir el solenoide recto largo. intensidad y distribución de la inducción magnética axial;

4. Aprenda a utilizar el método de medición de intercambio simétrico (método heterodino) para eliminar el impacto negativo de los errores sistemáticos.

3. Instrumentos y equipos: Experimentador de efecto Hall YX-04 (Número de activo del instrumento)

4. Principio experimental:

1. explicación

El efecto Hall es esencialmente la desviación causada por la fuerza de Lorentz cuando las partículas cargadas se mueven en un campo magnético. Cuando las partículas cargadas (electrones o huecos) están confinadas en un material sólido, esta desviación hace que se acumulen cargas positivas y negativas en direcciones perpendiculares a la corriente y a los campos magnéticos, creando un campo eléctrico lateral adicional. Como se muestra en la Figura 1.

En una muestra semiconductora, si hay una corriente en la dirección x y un campo magnético en la dirección z, entonces en la dirección y, es decir, en ambos lados de los electrodos A y A′ de En la muestra, cantidades opuestas de cargas comienzan a acumularse y producir La dirección del campo eléctrico depende del tipo de conductividad de la muestra. Obviamente, cuando las fuerzas del campo eléctrico transversal actúan sobre los portadores, las cargas continúan acumulándose y el campo eléctrico continúa intensificándose hasta que la acumulación de carga en ambos lados de la muestra alcanza el equilibrio, es decir, se forma una diferencia de potencial estable (voltaje Hall). entre las muestras A y A′.

Supongamos que el campo eléctrico de Hall es la velocidad de deriva promedio de los portadores en la dirección de la corriente, el ancho de la muestra, el espesor de la muestra y la concentración de los portadores, entonces:

(1-1)

Porque, y según, entonces

(1-2)

Es decir, el coeficiente de Hall, que refleja la fuerza del efecto Hall del material es un parámetro importante. Siempre que se realice la medición y se conozca la suma, la sensibilidad del elemento Hall se puede calcular según la siguiente fórmula:

(1-3)

(1- 4)

. Los siguientes parámetros se pueden determinar con mayor precisión en función de la humedad relativa.

(1) Determine el tipo de conductividad de la muestra según el signo (positivo y negativo del voltaje Hall). El método de evaluación se muestra en la Figura 1. La dirección es (es decir, medir +, + Si se mide

1,0 1,55 -1,58 1,80 -1,75 7,23

2,0 2,33 2,37- 2,88 -). 2,52 10,57

4,0 2,74 -2,79 2,96 -2,94 12,30

6,0 2,88 -2,92 3,09 -3,08 12,90

8,0 2,91 -2,95 3,13 -3,11 13,10

10,0 2,92 -2,96 3,13 -3,13 13,10

12,0 2,94 -2,99 3,15 -3,06 13,20

14,0 2,96 -2,99 3,16 -3,17 13,3

VIII Procesamiento de datos: (dibujo con papel cuadriculado)

9. Resultados experimentales:

El experimento muestra que existe una diferencia significativa entre el voltaje Hall y la corriente de funcionamiento del elemento Hall. y la corriente de excitación del solenoide recto existe una relación lineal.

Intensidad de inducción magnética del eje del solenoide recto largo:

B=UH/KH*IS=1.33x10-2T

El error del valor teórico es: E = 5,3%

10. Preguntas de discusión (o preguntas para pensar):

Referencias: Sitio web: Hay muchos sitios web