誰有完整的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)《低電阻的測量》的實(shí)驗(yàn)報(bào)告
發(fā)布時(shí)間:2017-01-03 14:00
編輯:創(chuàng)大鋼鐵
來源:
121
物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 、實(shí)驗(yàn)名稱: 霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)浚骸 ?、解霍爾效應(yīng)產(chǎn)原理; 2、測量霍爾元件 、 曲線解
物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 、實(shí)驗(yàn)名稱: 霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)浚骸 ?、解霍爾效應(yīng)產(chǎn)原理; 2、測量霍爾元件 、 曲線解霍爾電壓 與霍爾元件工作電流 、直螺線管勵(lì)磁電流 間關(guān)系; 3、習(xí)用霍爾元件測量磁應(yīng)強(qiáng)度原理測量直螺旋管軸向磁應(yīng)強(qiáng)度 及布; 4、習(xí)用稱交換測量(異)消除負(fù)效應(yīng)產(chǎn)系統(tǒng)誤差 三、儀器用具:YX-04型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀(儀器資產(chǎn)編) 四、實(shí)驗(yàn)原理: 1、霍爾效應(yīng)現(xiàn)象及物理解釋 霍爾效應(yīng)本質(zhì)講運(yùn)帶電粒磁場受洛侖茲力 作用引起偏轉(zhuǎn)帶電粒(電或空穴)約束固體材料種偏轉(zhuǎn)導(dǎo)致垂直于電流磁場向產(chǎn)負(fù)電荷聚積形附加橫向電場于圖1所示 半導(dǎo)體品若x向通電流 z向加磁場 則y向即品A、A′電極兩側(cè)始聚積異電荷產(chǎn)相應(yīng)電場 電場指向取決于品導(dǎo)電類型顯載流所受橫向電場力 電荷斷聚積電場斷加強(qiáng)直 品兩側(cè)電荷積累達(dá)平衡即品A、A′間形穩(wěn)定電勢差(霍爾電壓) 設(shè) 霍爾電場 載流電流向平均漂移速度;品寬度 厚度 載流濃度 則: ?。?-1) 根據(jù) 則 (1-2) 其 稱霍爾系數(shù)反映材料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱重要參數(shù)要測 、 及知道 按式計(jì)算 : ?。?-3) ?。?—4) 霍爾元件靈敏度根據(jù)RH進(jìn)步確定參數(shù) ?。?)由 符(霍爾電壓負(fù))判斷品導(dǎo)電類型判別按圖1所示 向(即測量+ + )若測 <0(即A′電位低于A電位)則品屬N型反P型 ?。?)由 求載流濃度 即 應(yīng)該指關(guān)系式假定所載流都具相同漂移速度嚴(yán)格點(diǎn)考慮載流速度統(tǒng)計(jì)布需引入 修(參閱黃昆、謝希德著《半導(dǎo)體物理》) ?。?)結(jié)合電導(dǎo)率測量求載流遷移率 電導(dǎo)率 與載流濃度 及遷移率 間關(guān)系: ?。?-5) 2、霍爾效應(yīng)副效應(yīng)及其消除 述推導(dǎo)理想情況發(fā)實(shí)際情況要復(fù)雜產(chǎn)述霍爾效應(yīng)同伴隨產(chǎn)四種副效應(yīng)使 測量產(chǎn)系統(tǒng)誤差圖2所示 (1)厄廷森效應(yīng)引起電勢差 由于電實(shí)際并非同速度v沿y軸負(fù)向運(yùn)速度電轉(zhuǎn)半徑能較快達(dá)接點(diǎn)3側(cè)面導(dǎo)致3側(cè)面較4側(cè)面集較能量高電結(jié)3、4側(cè)面現(xiàn)溫差產(chǎn)溫差電勢 證明 負(fù)與 向關(guān) ?。?)能斯特效應(yīng)引起電勢差 焊點(diǎn)1、2間接觸電阻能同通電發(fā)熱程度同故1、2兩點(diǎn)間溫度能同于引起熱擴(kuò)散電流與霍爾效應(yīng)類似該熱擴(kuò)散電流3、4點(diǎn)間形電勢差 若考慮接觸電阻差異則 向僅與磁場 向關(guān) (3)紀(jì)-勒杜克效應(yīng)產(chǎn)電勢差 述熱擴(kuò)散電流載流由于速度同根據(jù)厄廷森效應(yīng)同理由3、4點(diǎn)間形溫差電勢 負(fù)僅與 向關(guān)與 向關(guān) ?。?)等電勢效應(yīng)引起電勢差 由于困難及材料均勻性3、4兩點(diǎn)實(shí)際能同等勢面要電流沿x向流即使沒磁場 3、4兩點(diǎn)間現(xiàn)電勢差 負(fù)與電流 向關(guān)與 向關(guān) 綜所述確定磁場 電流 實(shí)際測電壓霍爾效應(yīng)電壓與副效應(yīng)產(chǎn)附加電壓代數(shù)通稱測量即改變 磁場 向加消除減副效應(yīng)影響規(guī)定電流 磁場 、反向測量由列四組同向 組合電壓即: : : : : 求 代數(shù)平均值: 通述測量雖能消除所副效應(yīng) 較引入誤差忽略計(jì)霍爾效應(yīng)電壓 近似 ?。?-6) 3、直螺線管磁場布 1、知通電霍爾元件放置磁場已知霍爾元件靈敏度 測量 計(jì)算所處磁場磁應(yīng)強(qiáng)度 ?。?-7) 2、直螺旋管離點(diǎn) 處軸向磁應(yīng)強(qiáng)度理論公式: ?。?-8) 式 磁介質(zhì)磁導(dǎo)率 螺旋管匝數(shù) 通螺旋管電流 螺旋管度 螺旋管內(nèi)徑 離螺旋管點(diǎn)距離 X=0螺旋管點(diǎn)磁應(yīng)強(qiáng)度 ?。?-9) 五、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容: 測量霍爾元件 、 關(guān)系; 1、測試儀 調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)旋鈕均置零位(即逆針旋底)極性關(guān)選擇置0 2、接通電源電流表顯示0. 調(diào)節(jié)電位器或 調(diào)節(jié)電位器起點(diǎn)零現(xiàn)電流表指示末位數(shù)零亦屬電壓表顯示0. 3、測定 關(guān)系取 =mA保持變;霍爾元件置于螺旋管點(diǎn)(二維尺水平向14.00cm處與讀數(shù)零點(diǎn)齊)順針轉(zhuǎn) 調(diào)節(jié)旋鈕 依取值1.002.00…10.00mA 極性關(guān)選擇置+ -改變 與 極性記錄相應(yīng)電壓表讀數(shù) 值填入數(shù)據(jù)記錄表1 4、 橫坐標(biāo) 縱坐標(biāo)作 圖并 曲線作定性討論 5、測定 關(guān)系取 =10 mA ,保持變;霍爾元件置于螺旋管點(diǎn)(二維尺水平向14.00cm處與讀數(shù)零點(diǎn)齊)順針轉(zhuǎn) 調(diào)節(jié)旋鈕 依取值0… mA 極性關(guān)擇置+ -改變 與 極性記錄相應(yīng)電壓表讀數(shù) 值填入數(shù)據(jù)記錄表2 6、 橫坐標(biāo) 縱坐標(biāo)作 圖并 曲線作定性討論 測量直螺旋管軸向磁應(yīng)強(qiáng)度 1、取 =10 mA =mA 2、水平調(diào)節(jié)螺釘使霍爾元件直螺線管位置 (水平游標(biāo)尺讀)先14.00cm始0cm點(diǎn)改變 極性記錄相應(yīng)電壓表讀數(shù) 值填入數(shù)據(jù)記錄表3計(jì)算直螺旋管軸向應(yīng)位置磁應(yīng)強(qiáng)度 3、 橫坐標(biāo) 縱坐標(biāo)作 圖并 曲線作定性討論 4、用公式(1-8)計(jì)算直螺旋管磁應(yīng)強(qiáng)度理論值并與直螺旋管磁應(yīng)強(qiáng)度測量值 比較用百誤差形式表示測量結(jié)式 ,其余參數(shù)詳見儀器銘牌所示 六、 注意事項(xiàng): 1、消除副效應(yīng)影響實(shí)驗(yàn)采用稱測量即改變 向 2、霍爾元件工作電流引線與霍爾電壓引線能搞錯(cuò);霍爾元件工作電流螺線管勵(lì)磁電流要清否則燒壞霍爾元件 3、實(shí)驗(yàn)間隙要斷螺線管勵(lì)磁電流 與霍爾元件工作電流 即 極性關(guān)置0位 4、霍耳元件及二維尺容易折斷、變形要注意保護(hù)應(yīng)注意避免擠壓、碰撞等要用手觸摸霍爾元件 七、 數(shù)據(jù)記錄:KH=23.09N=匝L=mm,r=13mm 表1 關(guān)系 ( =mA) ?。╩) (m) (m) (m) 1.00 0.28 -0.27 0.31 -0.30 0.29 2.00 0.59 -0.58 0.63 -0. 0.61 3.00 0.89 -0.87 0.95 -0.96 0.90 4.00 1.20 -1.16 1.27 -1.29 1.23 5.00 1.49 -1.46 1.59 -1.61 1.54 6.00 1.80 -1.77 1.90 -1.93 1.85 7.00 2.11 -2.07 2.22 -2.25 2.17 8.00 2.41 -2.38 2.65 -2.54 2.47 9.00 2.68 -2.69 2.84 -2.87 2.77 10.00 2.99 -3.00 3.17 -3.19 3.09 表2 關(guān)系 ( =10.00mA) (m) (m) (m) (m) 0 -0.10 0.08 0.14 -0.16 0.12 0.18 -0.20 0.46 -0.47 0.33 0.52 -0.54 0.80 -0.79 0.66 0.85 -0.88 1.14 -1.15 1.00 1.20 -1.22 1.48 -1.49 1.35 1.54 -1.56 1.82 -1.83 1.69 1.88 -1.89 2.17 -2.16 2.02 2.23 -2.24 2.50 -2.51 2.37 2.56 -2.58 2.84 -2.85 2.71 2.90 -2.92 3.18 -3.20 3.05 表3 關(guān)系 =10.00mA =mA (m) (m) (m) (m) B ×10-3T 0 0.54 -0.56- 0.73 -0.74 2.88 0.5 0.95 -0.99 1.17 -1.18 4. 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 八、 數(shù)據(jù)處理:(作圖用坐標(biāo)紙) 九、 實(shí)驗(yàn)結(jié): 實(shí)驗(yàn)表明:霍爾電壓 與霍爾元件工作電流 、直螺線管勵(lì)磁電流 間線性關(guān)系 直螺旋管軸向磁應(yīng)強(qiáng)度: B=UH/KH*IS=1.33x10-2T 理論值比較誤差: E=5.3%關(guān)于建議硬城官網(wǎng)看看哦,能快速解決問題 服務(wù)態(tài)度都做
備注:數(shù)據(jù)僅供參考,不作為投資依據(jù)。
免責(zé)聲明:本站發(fā)布此文目的在于促進(jìn)信息交流,不存在盈利性目的,此文觀點(diǎn)與本站立場無關(guān),不承擔(dān)任何責(zé)任。本站歡迎各方(自)媒體、機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)載引用我們文章(文章注明原創(chuàng)的內(nèi)容,未經(jīng)本站允許不得轉(zhuǎn)載),但要嚴(yán)格注明來源創(chuàng)大鋼鐵;部分內(nèi)容文章及圖片來自互聯(lián)網(wǎng)或自媒體,我們尊重作者版權(quán),版權(quán)歸屬于原作者,不保證該信息(包括但不限于文字、圖片、視頻、圖表及數(shù)據(jù))的準(zhǔn)確性、真實(shí)性、完整性、有效性、及時(shí)性、原創(chuàng)性等。未經(jīng)證實(shí)的信息僅供參考,不做任何投資和交易根據(jù),據(jù)此操作風(fēng)險(xiǎn)自擔(dān)。