篇一 :亥姆霍兹线圈磁场测定-实验报告

开放性实验实验报告——

亥姆霍兹线圈磁场测定

姓名          学号             班级              

亥姆霍兹线圈是一对相同的、共轴的、彼此平行的各有N匝的圆环电流。 当它们的间距正好等于其圆环半径R时,称这对圆线圈为亥姆霍兹线圈。在亥姆霍兹线圈的两个圆电流之间的磁场比较均匀。在生产和科研中经常要把样品放在均匀磁场中作测试,利用亥姆霍兹线圈是获得一种均匀磁场的比较方便的方法。

一、实验目的

1. 熟悉霍尔效应法测量磁场的原理。

2. 学会亥姆霍兹磁场实验仪的使用方法。

3. 测量圆线圈和亥姆霍兹线圈上的磁场分布,并验证磁场的叠加原理

二、实验原理

同学们注意,根据自己的理解,适当增减,不要太多,有了重点就可以了。

1.霍尔器件测量磁场的原理

图3—8—1  霍尔效应原理

如图3—8—1所示,有-N型半导体材料制成的霍尔传感器,长为L,宽为b,厚为d,其四个侧面各焊有一个电极1、2、3、4。将其放在如图所示的垂直磁场中,沿3、4两个侧面通以电流I,电流密度为J,则电子将沿负J方向以速度运动,此电子将受到垂直方向磁场B的洛仑兹力作用,造成电子在半导体薄片的1测积累过量的负电荷,2侧积累过量的正电荷。因此在薄片中产生了由2侧指向1侧的电场,该电场对电子的作用力,与反向,当两种力相平衡时,便出现稳定状态,1、2两侧面将建立起稳定的电压,此种效应为霍尔效应,由此而产生的电压叫霍尔电压,1、2端输出的霍尔电压可由数显电压表测量并显示出来。

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篇二 :物理实验报告 -亥姆霍兹线圈

实验名称: 亥姆霍兹线圈

一、引言:

有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴,通以同方向电流,当线圈间距等于线圈半径时,两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的。故在生产和科研中有较大的实用价值。

二、实验目的:

  1. 掌握霍尔效应原理测量磁场。

  2. 测量单匝载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。

三、实验原理:

1. 载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场:

  (1)载流圆线圈:

其中,R为线圈半径,I为电流,N0为线圈匝数,X为轴上某一点到圆心的距离,为真空磁导率。

 

(2)亥姆霍兹线圈:

2. 电磁感应法测量磁场:

线圈等效面积为

3. 霍尔效应法:

其中,材料宽b,厚d,载流子浓度n,载流子速度v,通过材料电流I。

霍尔电压:;

其中,霍尔系数RH,霍尔灵敏度KH

四、实验仪器:

亥姆霍兹线圈实验仪

五、实验内容:

1. 测量圆电流线圈轴线上的磁场分布:调节仪器,使I=200mA,以线圈中心为原点,每隔10.0mm测量Bmax,记录数据并作出磁场分布曲线图。

2. 测量亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布:调节仪器,使I=200mA,以两线圈轴线上的中心为原点,每隔10.0mm测量Bmax,记录数据并作出磁场分布曲线图。

六、实验记录:

1. 圆线圈:

2. 亥姆霍兹线圈:


七、数据处理:

八、实验结果:

九、误差分析:

1. 其他磁场对线圈磁场强度测量的干扰;

2. 亥姆霍兹线圈的两个线圈的圆心不在同一水平线上,导致实验误差;

3. 实验仪器本身具有一定的误差。

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篇三 :电子版报告模版-亥姆霍兹线圈磁场测定

预约开放性实验实验报告——

专业              姓名         学号            

实验时间              实验地点   物理实验中心2608 

亥姆霍兹线圈磁场测定

亥姆霍兹线圈是一对相同的、共轴的、彼此平行的各有N匝的圆环电流。 当它们的间距正好等于其圆环半径R时,称这对圆线圈为亥姆霍兹线圈。在亥姆霍兹线圈的两个圆电流之间的磁场比较均匀。在生产和科研中经常要把样品放在均匀磁场中作测试,利用亥姆霍兹线圈是获得一种均匀磁场的比较方便的方法。

一、实验目的

1. 熟悉霍尔效应法测量磁场的原理。

2. 学会亥姆霍兹磁场实验仪的使用方法。

3. 测量圆线圈和亥姆霍兹线圈上的磁场分布,并验证磁场的叠加原理

二、实验原理

同学们注意,根据自己的理解,适当增减,不要太多,有了重点就可以了,注意公式和图排序。

1.用霍尔原件测量磁场的原理

如图1所示,将n型半导体(载流子为电子)加工成宽为a,高为b的长方形薄片,当从左向右通以电流I,且在垂直方向加上方向向上的磁场,此时将在里外两侧面PQ间产生电势差UH,这种现象即为霍尔效应,电势差称为霍尔电压。

设薄片中的电子带电量为e, 运动方向与电流IS方向相反, 平均漂移速率为v, 由于该薄片处在外磁场 中, 且运动方向与磁场方向垂直,故电子受洛仑兹力为

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篇四 :实验报告-霍耳效应与亥姆霍兹线圈磁场测量

【实验题目】【实验题目】 霍尔效应与亥姆霍兹线圈磁场测量

【实验记录】

1.实验仪器

2.  测量零位霍尔电势

霍尔片工作电流IS        ,  零位霍尔电势 V01          ,  V02           

不等位电阻R01             ,    R02                

3.  测量霍尔电压VH与工作电流Is的关系

励磁电流IM          

计算霍尔元件的霍尔灵敏度(要求去除零位霍尔电势对实验结果的影响

      参考公式: 或  

4.  亥姆霍兹线圈轴线上的磁感应强度测量

 IS =                           IM =              

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篇五 :亥姆霍兹线圈磁场实验

亥姆霍兹线圈磁场实验

                     

班号:                 日期:                   实验室名称:            

试验人:                                       指导老师:               


实验目的

(1)   学习感应法测量磁场的原理和方法;

(2)   研究研究亥姆霍兹线圈周线上的磁场分布.

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篇六 :亥姆霍兹线圈的磁场测量 1

亥姆霍兹线圈的磁场测量

实验目的:测量亥姆霍兹线圈中线圈的磁感应强度沿轴线的分布;测量线圈磁感应强度沿轴线的分布;测量亥姆霍兹线圈的磁感应强度沿轴线的分布;验证磁场叠加原理。

实验原理:

亥姆霍兹线圈是用以产生均匀弱磁场的一种组合线圈,它由一对半径为R,匝数为N,相互平行,同轴放置的圆形线圈同相串联组成。并且,这对线圈的距离

当两线圈分别同以电流I时,产生的磁感应强度分别是:

                    (3)

                     (4)

合成磁感应强度为

          (5)

在坐标原点,磁感应强度为:

       (6)

实验仪器:亥姆霍兹线圈磁场测定仪FD-HM-I型

实验步骤:

1.      连接实验仪器;

2.      线圈1通电流,测量在其轴线上的磁感应强度分布;

3.      对线圈2重复上述操作;

4.      两个线圈同时通电流,测量其轴线上磁感应强度的分布;

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篇七 :集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场实验报告

一、  名称:

集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场

二、  目的:

1、掌握霍尔效应原理测量磁场;

2、测量单匝载流原线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。

三、  器材:

1、亥姆霍兹线圈磁场测定仪,包括圆线圈和亥姆霍兹线圈平台(包括两个圆线圈、固定夹、不锈钢直尺等)、高灵敏度毫特计和数字式直流稳压电源。

四、  原理:

1、圆线圈的磁场:

根据毕奥-萨伐尔定律,载流线圈在轴线(通过圆心并与线圈平面垂直的直线)上某点的磁感应强度为:

                  

式中I为通过线圈的电流强度,为线圈平均半径,x为圆心到该点的距离,N为线圈的匝数,=4π×10-7T*m/A,为真空磁导率。因此,圆心处的磁感应强度为

                       

轴线外的磁场分布计算公式较复杂。

2、亥姆霍兹线圈的磁场

亥姆霍兹线圈,是一对彼此平行且连通的共轴圆形线圈,两线圈内的电流方向一致,大小相同,线圈之间的距离d正好等于圆形线圈的半径R。

设z为亥姆霍兹线圈中轴线上某点离中心点O处的距离,根据毕奥-萨伐尔定律及磁场叠加原理可以从理论上计算出亥姆霍兹线圈周线上任意一点的磁感应强度为

                     

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篇八 :集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场实验报告

首先看一个通电圆圈的磁场分布。根据毕奥-萨伐尔定律,通过积分运算得到;在过圆心而且垂直于线圈平面的轴线上,距离圆心X处,磁场大小为B=u*R2*I/2[R2+X2][3/2],其中I为电流大小,R为圆圈半径,u为一个常数。亥姆霍兹线圈是两个彼此平行且连通的共轴圆形线圈,他的磁场分布是两个通电圆圈磁场的叠加。半径和两个圆圈的距离不同,叠加的结果也不同。两个线圈之外是逐渐减弱的,但是两个线圈之间可能是中间最弱,也可以是中间最强,还可以是匀强磁场。

如果写实验报告可以如下写:

实验原理

1.载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场

(1) 载流圆线圈磁场

一半径为R,通以电流I的圆线圈,轴线上磁场的公式为

(1-1)

式中 为圆线圈的匝数, 为轴上某一点到圆心O的距离。 它的磁场分布图如图1-1所示。

(2)亥姆霍兹线圈

所谓亥姆霍兹线圈为两个相同线圈彼此平行且共轴,使线圈上通以同方向电流I,理论计算证明:线圈间距a等于线圈半径R时,两线圈合磁场在轴上(两线圈圆心连线)附近较大范围内是均匀的,如图1-2所示。

2.霍尔效应法测磁场

(1)霍尔效应法测量原理

将通有电流I的导体置于磁场中,则在垂直于电流I和磁场B方向上将产生一个附加电位差,这一现象是霍尔于1879年首先发现,故称霍尔效应。电位差 称为霍尔电压。

如图3-1所示N型半导体,若在MN两端加上电压U,则有电流I沿X轴方向流动(有速度为V运动的电子),此时在Z轴方向加以强度为B的磁场后,运动着的电子受洛伦兹力FB的作用而偏移、聚集在S平面;同时随着电子的向S平面(下平面)偏移和聚集,在P平面(上平面)出现等量的正电荷,结果在上下平面之间形成一个电场 (此电场称之为霍尔电场)。这个电场反过来阻止电子继续向下偏移。当电子受到的洛伦兹力和霍尔电场的反作用力这二种达到平衡时,就不能向下偏移。此时在上下平面(S、P平面)间形成一个稳定的电压 (霍尔电压)。

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