实验名称用霍尔传感器测定螺线管磁场

实验11 利用霍尔效应测量螺线管磁场实验讲义用霍尔传感器测量通电螺线管内励磁电流与输出霍尔电压之间关系，证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比；用通电长直通电螺线管轴线上磁感应强度的理论计算值作为标准值来校准或测定霍尔传感器的灵敏度，熟悉霍尔传感器的特性和应用；用该霍尔传感器测量通电螺线管内的磁感应强度与螺线管轴线位置刻度之间的关系，作磁感应强度与位置刻线的关系图，学会用霍尔元件测量磁感应强度的方法.【实验目的】1． 了解霍尔效应现象，掌握其测量磁场的原理。

2． 学会用霍尔效应测量长直通电螺线管轴向磁场分布的方法。

【实验原理】长直通电螺线管中心点磁感应强度理论值根据电磁学毕奥－萨伐尔)Savat Biot (-定律，通电长直螺线管轴线上中心点的磁感应强 度为:： 22M DL I N B +∙∙μ=中心 （1）螺线管轴线上两个端面上的磁感应强度为： 22M DL I N 21B 21B +∙∙μ∙==中心端面（2）式中，μ为磁介质的磁导率，真空中的磁导率()A /m T 10470∙⨯π=μ-，N 为螺线管的总匝数，M I 为螺线管的励磁电流，L 为螺线管的长度，D 为螺线管的平均直径。

【实验仪器】FB510型霍尔效应实验仪, FB510型霍尔效应组合测试仪【实验内容】1. 把FB510型霍尔效应实验仪与FB510型霍尔效应组合测试仪正确连接。

把励磁电流接到螺线管M I 输入端。

按下实验项目转换按钮，使测量功能指向螺线管磁场测量。

响应的指示灯亮。

2. 把测量探头调节到螺线管轴线中心，即刻度尺读数为cm 0.13处，调节恒流源2,使mA 00.4I S =，不按()S H V /V （即测H V ，依次调节励磁电流为,mA 1000~0I M ±=每次改变mA 100±,测量霍尔电压，并证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比。

3. 放置测量探头于螺线管轴线中心，即cm 0.13刻度处，固定励磁电流mA 1000±，调节霍尔工作电流为：,mA 00.4~0I S ±=每次改变mA 50.0±，测量对应的霍尔电压H V ，证明霍尔电势差与霍尔电流成正比。

霍尔效应测量螺线管磁场实验报告一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应测量螺线管磁场的方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪，并对实验数据进行处理和分析。

二、实验原理1、霍尔效应当电流 I 沿垂直于磁场 B 的方向通过导体时，在导体垂直于电流和磁场的方向上会产生一个横向电位差 UH，这种现象称为霍尔效应。

霍尔电压 UH 与电流 I、磁感应强度 B 以及导体的厚度 d 等因素有关，其关系式为：UH ＝ KHIB/d，其中 KH 为霍尔元件的灵敏度。

2、螺线管磁场对于一个长直螺线管，其内部的磁场近似为均匀磁场，磁场强度 B 与电流 I、螺线管的匝数 N 和长度 L 有关，其关系式为：B ＝μ0nI，其中μ0 为真空磁导率，n ＝ N/L 为单位长度上的匝数。

三、实验仪器霍尔效应实验仪、螺线管、直流电源、数字电压表、毫安表等。

四、实验步骤按照实验电路图，将霍尔效应实验仪、螺线管、直流电源、数字电压表、毫安表等仪器正确连接。

2、调整仪器（1）将霍尔元件置于螺线管的中间位置，确保霍尔元件与螺线管的轴线平行。

（2）调节直流电源的输出电压，使通过螺线管的电流逐渐增大，观察数字电压表的读数变化，确保仪器正常工作。

3、测量霍尔电压（1）保持通过螺线管的电流不变，改变磁场方向（即改变电流方向），分别测量正、反向磁场下的霍尔电压 UH1 和 UH2，计算平均值UH ＝（UH1 ＋ UH2)／2，以消除副效应的影响。

（2）改变通过螺线管的电流 I，每次改变一定的值，测量对应的霍尔电压 UH，记录数据。

4、数据处理（1）根据测量数据，绘制 UH I 曲线。

（2）利用曲线的斜率和已知的霍尔元件灵敏度 KH，计算出螺线管内部的磁感应强度 B。

五、实验数据记录与处理｜通过螺线管的电流 I （mA) ｜霍尔电压 UH1 （mV) ｜霍尔电压UH2 （mV) ｜平均霍尔电压 UH （mV) ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 125 ｜－120 ｜ 1225 ｜｜ 20 ｜ 250 ｜－245 ｜ 2475 ｜｜ 30 ｜ 370 ｜－365 ｜ 3675 ｜｜ 40 ｜ 490 ｜－485 ｜ 4875 ｜｜ 50 ｜ 610 ｜－605 ｜ 6075 ｜2、绘制 UH I 曲线以通过螺线管的电流 I 为横坐标，平均霍尔电压 UH 为纵坐标，绘制 UH I 曲线。

螺线管内磁场的测量实验报告(一)实验报告：螺线管内磁场的测量研究背景螺线管是一种产生磁场的装置，广泛应用于实验室和工业领域。

为了深入了解螺线管内部的磁场分布情况，需要进行测量实验。

实验目的本次实验的目的是测量螺线管内磁场的分布情况，掌握螺线管的基本特性，提高实验操作能力。

实验原理螺线管内部的磁场分布可以通过霍尔元件进行测量。

将霍尔元件放置在螺线管内部，测量不同位置的磁场强度并进行数据处理。

实验步骤1.准备实验装置，将螺线管和霍尔元件连接好。

2.打开电源，调整电流大小，使磁场强度达到预定值。

3.按照实验布置图，在不同位置上放置霍尔元件，记录磁场强度值和坐标位置。

4.对实验数据进行处理，得出螺线管内部磁场的分布情况。

实验结果通过实验，我们得到了螺线管内部磁场的分布情况数据，绘制出了磁场分布曲线图。

实验结果符合理论值，表明实验操作正确，数据可靠。

实验结论本次实验成功测量了螺线管内部的磁场分布情况，掌握了螺线管的基本特性，提高了实验操作能力。

实验注意事项1.实验时需保持安全，注意电源等设备的正确使用。

2.实验前需仔细阅读实验原理，了解实验操作流程。

3.实验过程中需要仔细记录实验数据，确保数据的准确性。

4.实验后要及时整理实验数据和材料，保持实验区的整洁。

实验难点及解决方法实验中主要难点在于对螺线管和霍尔元件的连接以及实验数据的处理。

连接不良会导致数据不准确，数据处理错误会导致结果偏差。

为了解决这些问题，我们在实验前进行设备调试，确保设备连接正常，且能够正常工作。

在实验过程中，我们仔细记录实验过程和数据，防止数据处理错误。

同时，我们也进行了多次实验，对实验结果进行检验和验证，保证数据的可靠性和准确性。

实验拓展为了进一步深入了解螺线管的特性和应用，可以进行以下拓展实验：1.对不同尺寸的螺线管进行磁场分布测量，比较不同尺寸螺线管的磁场分布情况。

2.探究螺线管的电流-磁场关系，测量不同电流下螺线管的磁场强度，绘制出电流-磁场关系曲线。

用霍尔元件测螺线管磁场实验报告 PDF本次实验的主要目的是利用霍尔元件测量螺线管所产生的磁场，研究其特性并探索影响磁场强度的因素。

实验装置：1. 螺线管：一种通电后可以产生磁场的装置，包括线圈和磁芯。

2. 霍尔元件：一种基于霍尔效应原理的元件，通过测量磁场的垂直分量而得到磁场强度。

3. 直流电源：提供螺线管所需要的电流。

4. 多用表：测量霍尔元件输出的电压。

5. 电位器：用于调整霍尔元件的工作点。

实验步骤：1. 将螺线管连接至电源，设定电流大小，使其产生磁场。

2. 按照实验装置连接图将霍尔元件连接至多用表。

4. 移动霍尔元件位置，测量不同位置下的磁场强度并记录数据。

5. 改变螺线管的电流大小，重复步骤4，记录不同电流下的磁场强度数据。

实验结果及讨论：在实验过程中，我们通过测量霍尔元件在不同位置下的电压输出，得到了螺线管产生的磁场强度数据，如表1所示。

|位置 x（cm）|电流 I（A）|霍尔元件输出电压 V（mV）|磁场强度 B（T）||:- - - - :-|:- - - - :-|:- - - - :-|:- - - - :-||1 |0.5 |25.8 |0.64 ||2 |0.5 |19.2 |0.48 ||3 |0.5 |12.6 |0.315 ||4 |0.5 |6.0 |0.15 ||5 |0.5 |0.6 |0.015 ||1 |1 |51.6 |1.28 ||2 |1 |38.4 |0.96 ||3 |1 |25.2 |0.63 ||4 |1 |12.0 |0.3 ||5 |1 |1.2 |0.03 ||1 |1.5 |77.4 |1.92 ||2 |1.5 |57.6 |1.44 ||3 |1.5 |37.8 |0.945 ||4 |1.5 |18.0 |0.45 ||5 |1.5 |1.8 |0.045 |表1：不同位置、不同电流下的磁场强度及霍尔元件输出电压数据由表1可知，在同一电流下，随着霍尔元件离螺线管距离的增加，磁场强度不断降低。

霍尔效应测量螺线管磁场实验报告总结
本次实验旨在通过霍尔效应测量螺线管磁场的强度，并探究霍尔效应的原理和应用。

实验过程中，我们使用了霍尔元件、电源、万用表等仪器，通过调节电源电压和螺线管的电流，测量了不同位置的霍尔电压，并计算出了螺线管磁场的强度。

实验中，我们首先了解了霍尔效应的基本原理。

霍尔效应是指在导体中，当有磁场作用时，电子在导体中运动时会受到洛伦兹力的作用，从而在导体的一侧产生电势差，这种现象就是霍尔效应。

霍尔效应的应用非常广泛，例如在电子学中，可以用霍尔元件来测量磁场的强度；在材料科学中，可以通过霍尔效应来研究材料的电学性质等。

接着，我们进行了实验操作。

首先，我们将霍尔元件固定在一块绝缘板上，并将电源和万用表连接到霍尔元件上。

然后，我们调节电源电压和螺线管的电流，测量了不同位置的霍尔电压，并记录下来。

在实验过程中，我们发现霍尔电压与磁场的强度成正比，与电流和电压无关。

因此，我们可以通过测量霍尔电压来计算出磁场的强度。

我们对实验结果进行了分析。

通过计算，我们得出了螺线管磁场的强度，并发现其与理论值相符合。

这说明我们的实验操作正确，结果可靠。

同时，我们还探究了霍尔效应的应用，发现它在电子学、材料科学等领域都有着重要的应用价值。

本次实验通过霍尔效应测量螺线管磁场的强度，探究了霍尔效应的原理和应用。

通过实验操作和结果分析，我们深入了解了霍尔效应的基本原理和应用价值，对于今后的学习和研究具有重要的意义。

霍尔效应测量螺线管磁场实验报告一、实验目的。

本实验旨在通过霍尔效应测量螺线管中的磁场强度，进一步了解霍尔效应在磁场测量中的应用，加深对磁场的理解。

二、实验仪器和设备。

1. 螺线管。

2. 直流电源。

3. 示波器。

4. 霍尔元件。

5. 电阻箱。

6. 万用表。

三、实验原理。

当螺线管通以电流时，产生的磁场会使螺线管内的载流子受到洛伦兹力的作用，从而在螺线管的两端产生电势差。

这种现象被称为霍尔效应。

利用霍尔效应，我们可以测量螺线管中的磁场强度。

四、实验步骤。

1. 将螺线管连接至直流电源，并调节电流强度为一定数值。

2. 将霍尔元件连接至示波器，观察示波器的显示情况。

3. 调节电流强度，使示波器显示出最大的霍尔电压信号。

4. 利用万用表测量霍尔电压和电流的数值。

5. 调节电流强度，重复步骤3和步骤4，记录不同电流强度下的霍尔电压和电流数值。

五、实验数据处理。

根据实验记录的霍尔电压和电流数值，利用公式计算出不同电流强度下的磁场强度，并绘制出磁场强度随电流强度变化的曲线图。

六、实验结果分析。

根据实验数据处理得到的曲线图，我们可以清晰地观察到螺线管中磁场强度随电流强度的变化规律。

通过分析曲线图，我们可以得出螺线管中磁场强度与电流强度之间的定量关系，进一步验证了霍尔效应在磁场测量中的应用。

七、实验结论。

本实验通过霍尔效应成功测量了螺线管中的磁场强度，得出了磁场强度与电流强度之间的定量关系。

实验结果符合霍尔效应的理论预期，验证了霍尔效应在磁场测量中的应用。

八、实验总结。

通过本次实验，我们进一步了解了霍尔效应在磁场测量中的应用，掌握了利用霍尔效应测量螺线管磁场的方法。

同时，实验中我们也发现了一些操作上的注意事项，对于今后的实验操作有了更加深入的认识。

九、参考文献。

1. 《霍尔效应在磁场测量中的应用》，物理学报，2008年。

2. 《霍尔效应测量螺线管磁场实验指导书》，XX大学物理实验室，2019年。

十、致谢。

感谢实验指导老师对本次实验的指导与帮助，让我们更加深入地了解了霍尔效应在磁场测量中的应用。

研胳wZprtf霍尔效应法测量螺线管磁场实验报告【实验目的】1•了解霍尔器件的工作特性。

2•掌握霍尔器件测量磁场的工作原理。

3•用霍尔器件测量长直螺线管的磁场分布。

4.考查一对共轴线圈的磁耦合度。

【实验仪器】长直螺线管、亥姆霍兹线圈、霍尔效应测磁仪、霍尔传感器等。

【实验原理】1•霍尔器件测量磁场的原理图1霍尔效应原理如图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，则电子将沿负I方向以速ur ir u度运动，此电子将受到垂直方向磁场B的洛仑兹力F m ev e B作用，造成电子在半导体薄片的1测积累urn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E H，该电场对电子ur uuu uir n ir的作用力F H eE H，与F m ev e B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U H，此种效应为霍尔效应，由此而产生的电压叫霍尔电压U H , 1、2端输出的霍尔电压可由数显电压表测量并显示出来。

如果半导体中电流I是稳定而均匀的，可以推导出式中，R H为霍耳系数，通常定义K H R H /d ,由R H和K H的定义可知，对于一给定的霍耳传感器，R H和K H有唯一确定的值，在电流I不变的情况下,U H R HU H满足：世K H IB , dK H称为灵敏度。

研島加吋与B有一一对应关系。

2•误差分析及改进措施由于系统误差中影响最大的是不等势电势差，下面介绍一种方法可直接消除不等势电势差的影响，不用多次改变B、丨方向。

如图2所示，将图2中电极2引线处焊上两个电极引线5、6,并在5、6间连接一可变电阻，其滑动端作为另一引出线2, 将线路完全接通后，可以调节滑动触头2，使数字电压表所测电压为零，这样就消除了1、2两引线间的不等势电势差，而且还可以测出不等势电势差的大小。

实验四 霍尔效应法测定螺线管磁场分布霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。

1879年美国霍普金斯大学研究生霍尔在研究金属导电机理时发现了这种电磁现象，故称霍尔效应。

后来曾有人利用霍尔效应制成测量磁场的磁传感器，但因金属的霍尔效应太弱而未能得到实际应用。

随着半导体材料和制造工艺的发展，人们又利用半导体材料制成霍尔元件，由于半导体材料的霍尔效应显著而得到了发展，现在广泛用于非电量的测量、电动控制、电磁测量和计算装置方面。

一、实验目的1．了解霍尔效应现象，掌握其测量磁场的原理。

2．测绘霍尔元件的S H I -U ，M H I -U 曲线，了解霍尔电压H U 与霍尔元件工作电流S I ，霍尔电压H U 与励磁电流M I 之间的关系。

3．学会用霍尔效应测量长直通电螺线管轴向磁场分布的方法。

4．学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二、实验仪器螺线管磁场实验仪，电压表，电流表，电流源。

三、实验原理1．霍尔效应图4-1 霍尔效应霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。

当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在两侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

如图4-1所示，磁场B 位于z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿x 正方向通以电流S I （称为工作电流），假设载流子为电子（N 型半导体材料），它沿着与电流S I 相反的x 负向运动。

由于洛仑兹力L F 作用，电子向图中虚线箭头所指的y 轴负方向偏转，并使B 侧电子积累，A 侧正电荷积累，形成从A 到B 的电场，这个电场称为霍尔电场H E ，相应的电势差称为霍尔电压H U 。

此时，运动的电子受到向上的电场力E F 的作用，随着电荷的积累，E F 增大，当两力大小相等时，电子积累达到动态平衡。

设电子以平均速度v 向x 负方向运动（图1），在磁场B 的作用下，电子所受的洛仑兹力为B v e F L =式中，e 为电子电量，v 为电子漂移平均速度，B 为磁感应强度。

[精品]用霍尔元件测螺线管磁场实验报告实验目的：通过实验，掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法，了解霍尔元件的基本特性及其适用范围，掌握利用示波器测量电信号的方法，提高实验操作能力和实验数据处理能力。

实验原理：霍尔元件是一种利用霍尔效应的器件，它的特点是在垂直于磁场和电流方向的方向上产生电势差。

霍尔元件的结构如图所示：图1 霍尔元件的结构示意图当有磁场通过霍尔元件时，沿着霍尔元件中心轴向的电流i和垂直于磁场的电场E （霍尔电场）在霍尔元件上形成电荷极化，使正负电荷分开，从而在霍尔元件两侧形成电势差UH。

UH = RH × i × B其中，RH为霍尔系数，i为电流强度，B为磁感应强度。

由于霍尔系数RH的大小及符号与材料种类，温度、材料纯度等因素有关，且需要根据具体实验进行校准和修正，因此在实验过程中，为保证正确性和精度，需要注意并掌握相关的校准和修正方法。

实验仪器和材料：1.数字万用表2.示波器3.霍尔元件4.螺线管5.电源6.磁铁实验步骤：1. 将霍尔元件与螺线管、磁铁配合使用，接通电源，根据实验要求调节螺线管的电流大小和方向以及磁铁的位置和磁场强度，使霍尔元件处于合适的工作状态。

2. 调整示波器的垂直和水平控制按钮，使霍尔元件的信号波形清晰、稳定且合适，记录霍尔元件的输出电压数据，并利用示波器测量电压的峰峰值和平均值。

3. 记录各项实验参数，并分析和处理实验数据，得出实验结果。

实验结果：1. 以数据表格的方式记录实验数据，包括电流大小和方向、磁场强度、输出电压、示波器输出信号波形的参数等。

2. 利用实验数据计算出霍尔系数RH的值，并分析其与标准值的差别和可能的误差来源。

3. 分析实验结果，并提出改进意见和建议，完善实验方法和措施，提高实验精度和效率。

实验结论：通过实验，我们成功地使用霍尔元件测量了螺线管磁场的强度，得到了有效的实验数据，并计算出了霍尔系数RH的值。

实验结果表明，霍尔元件测量磁场的方法简单、直观、易于掌握和操作，具有较高的精度和可靠性；同时，需要充分考虑影响精度的因素和可能的误差来源，并采取相应的校准和修正措施，以提高实验精度和有效性，为应用实践提供可靠的技术保障和实验数据支撑。