关于霍尔效应的论文
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霍尔效应在无功功率表中的应用探究摘要:霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
阐述了霍尔效应的原理,霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
在电力测量中,用普通的电压、电流线圈构成的功率表测量精度低、反应速度慢,不能满足精度要求。
为了提高无功功率的测量精度,本文将霍尔传感器引入无功功率的测量中,介绍了霍尔效应、霍尔传感器工作原理、无功功率理论及霍尔式功率表的制作原理,为电力无功功率的快速、精确测量提供了理论依据。
关键词:霍尔效应;无功功率;传感器;功率表中图分类号:o472.6 文献标识码:a文章编号:1007-9599(2011)24-0000-02the application study of hall effect in the reactive power meterzhang cuiming(shijiazhuang vocational and technologyinstitute,shijiazhuang050081,china)abstract:hall effect is found in the 1879u.s.physicist,hall graduate student to do research carrier conductor in a magnetic field by the force experiments.on hall effect principles,characteristics and classification of the hall element,as well as applications in various fields.powermeasurement,with a common voltage,current coil constitute the power meter measurement accuracy is low,the reaction is slow,can not meet the accuracy requirements.order to improve the measurement accuracy of the reactive power,hall sensors into the measurement of reactive power,hall effect,hall sensor working principle,the reactive power theory and the hall of power production principle,for the powerfast,accurate measurements of the reactive power provides a theoretical basis.keywords:hall effect;reactive power;sensor;power meter 伴随电力电子技术的快速发展,家庭和企业中不断引入各种各样的电子设备,使电路越来越复杂,电路的精确测量也越来越受到重视。
学号:***********某某某某某某某学院学年论文专业:*********年级:20**级姓名:*******指导教师:*******完成学期:20**-20**第**学期霍尔效应实验应用与拓展摘要:霍尔效应实验是物理专业学生的一个重要实验。
本文详细介绍了霍尔效应的实验原理、霍尔效应的发现、本质以及霍尔实验的应用及霍尔实验的拓展。
关键词:霍尔效应;测量方法;应用发展前景With the development of experimentalapplication of Hall effectAbstract: Hall Effect experiment is an important experiment physics majors. This paper introduces the experimental principle, the Hall Effect of the discovery of the Hall Effect, nature and application and Hall experimental development.Key words: Hall Effect; Measuring method; Applied prospects for development引言随着半导体物理学的迅速发展,霍尔系数和电导率的测量已成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测量霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且随着电子技术的发展,利用该效应制成的霍尔器件,由于结构简单、频率响应宽、寿命长、可靠性高等优点,已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
在工业生产要求自动检测和控制的今天,作为敏感元件之一的霍尔器件,将有更广阔的应用前景。
题目:霍尔效应的应用摘要:霍尔效应(Hall effect )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这个现象是美国物理学家霍尔于1879年发现的,后被称作为霍尔效应;本文通过叙述霍尔效应以及霍尔效应测螺线管磁场的实验,简单介绍了霍尔效应的基本原理和霍尔效应在测量磁场方面的应用,以及电磁测量实验的基本思想,目前霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且利用半导体的霍尔效应制成的器件已广泛的应用于磁场的测量,非电量电测,自动控制和信息处理等方面。
关键词:电磁测量 霍尔效应 原理 应用正文:一、实验目的:1.了解霍耳效应实验原理以及有关霍耳器件对材料要求的知识。
2.学习用“对称测量法”消除副效应的影响,测量试样的S H I V - 和M H I V -和B - X 曲线。
二、实验仪器:双踪道电源一台、直流稳压电源一台、低点势直流电位差计一台、光点检流计一台、安培表两台、电阻箱三台,换向开关三个、单刀单掷开关一个、螺线管一个、标准电池一个,导线若干。
三、实验原理:1.霍耳效应霍耳效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。
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方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场,即霍耳电场H E 。
如图1所示的半导体试样,若在x 方向通以电流S I ,在z 方向加磁场B ,则在y 方向即试样 A A '- 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对图1(a )所示的N 型试样,霍耳电场逆y 方向,(b )的P 型试样则沿y 方向。
即有:显然,霍耳电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移,当载流子所受的横向电场力H eE 与洛仑兹力B v e 相等,样品两侧电荷的积累就达到动态平衡,故有:B v e E e H ∙∙=∙ (1)其中H E 为霍耳电场,v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
霍尔效应及其误差分析****本科短学期论⽂(设计)题⽬霍尔效应及其误差分析学⽣ ***指导教师***年级 2009级专业应⽤物理学物理与电⽓⼯程系2010年7⽉摘要霍尔效应试验在测量过程中,由于各种副效应会引起各种误差。
在此做以分析和修正,采⽤Vh对称测量法以消除副效应。
考虑到载流⼦的速度统计分布所引起的误差,对载流⼦浓度n进⾏修正。
经过修正后的实验,更⼤程度地降低了实验误差,使Rh的测量更加接近真实值。
关键词霍尔⽚载流⼦密度霍尔系数霍尔电压⼀引⾔霍尔效应是霍尔于1879年发现的,这⼀效应在科学实验和⼯程技术中有着⼴泛的应⽤。
霍尔系数的准确测量在应⽤中有着⼗分重要的意义。
由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应,使得霍尔系数在测量过程中变得⽐较困难。
因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应,对于载流⼦浓度,我们考虑到电⼦的速度统计分布,引⼊修正系数3π/8,使得载流⼦浓度的测量更加准确。
⼆实验内容2.1实验⽬的(1)了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔元件对材料要求的知识。
(2)学会⽤‘对称测量法’消除副效应的影响,测量并绘制Vh-Is曲线。
(3)确定试样的导电类型,载流⼦浓度和霍尔系数。
2.2实验仪器TH-H型霍尔效应实验仪 TH-H型霍尔效应测试仪2.3实验原理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于电流和磁场的⽅向上产⽣正负电荷的聚积,从⽽形成附加的横向电场。
对于半导体样品,若在x⽅向通以电流,在z⽅向加磁场,则在y⽅向即样品a、b电极两侧就开始聚积异号电荷⽽产⽣相应的电场,电场的指向取决于样品的导电类型。
显然,当载流⼦受到横向电场⼒时,电荷不断聚积,电场不断加强,直到样品两侧电荷的积累达到平衡,即样品a、b间形成了稳定的电势差Vh(霍尔电压)。
设Eh为霍尔电场,是载流⼦在电流⽅向上的平均漂移速度,样品的宽度为b ,厚度为 d,载流⼦浓度为n ,则有:(1-1)则(1-2)其中称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。
[键入公司名称]中山大学新华学院课程论文r论文题目:霍尔效应原理及其运用课程名称:医用物理学专业:生物医学工程*名:***学号: ********[在此处键入文档摘要。
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]霍尔效应原理及其应用【摘要】霍尔效应是电磁效应的一种,这一现象是美国物理学家霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。
当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象就是霍尔效应。
这个电势差也被称为霍尔电势差。
霍尔阐述了霍尔效应的原理,霍尔元件的特点和分类以及在各个领域中的应用。
【关键词】霍尔效应霍尔元件应用Abstract:Hall Effect is a kind of electromagnetic effect, this phenomenon is the physicist hall (A.H.H all, 1855-1938) in 1879 had found when reading a graduate student in doing research carrier conductor in magnetic field force function experiment. the current is perpendicular to the external magnetic field through the conductor, the conductor perpendicular to the magnetic field and current direction between the two end there will be potential difference, this phenomenon is hall effect. The electric potential difference is also called hall electric potential difference. Hall on the hall effect principle, characteristics and classification of hall element and the application in all fields.Key words: Hall Effect Hall Element application一、霍尔效应原理(一)经典霍尔效应霍尔效应是载流试样在与之垂直的磁场中由于载流子受洛仑兹力作用发生偏转而在垂直于电流和磁场方向的试样的两个端面上出现等量异号电荷而产生横向电势差U的现象。
课程论文(2010-2011学年秋季学期)论文题目:《霍尔效应及应用》文献检索课程名称:大学物理学任课教师:黄峰班级:地信091学号:0908140121姓名:彭珺课程论文格式要求(封皮的背面):1.课程论文采用统一封面,以左侧为准装订成册。
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霍尔效应的研究在当今已取得了许多突破性的进展,在科学技术的许多领域都有着广泛的应用。
关键词:霍尔效应;霍尔传感器前言霍尔效应在当今科学技术的许多领域都有着广泛的应用,如测量技术、电子技术、自动化技术等。
近年来,由于新型半导体材料和低维物理学的发展使得人们对霍尔效应的研究取得了许多突破性进展。
德国物理学家克利青(K.V.Klitzing)因发现量子霍尔效应而荣获1985年度诺贝尔物理学奖;美籍华裔物理学家崔琦、美籍德裔物理学家施特默(H.L.Stormer)和美国物理学家劳克林(ughlin)因在发现分数量子霍尔效应方面所作出的杰出贡献而荣获1998 年度诺贝尔物理学奖。
这一领域因两次授予诺贝尔奖而引起了人们广泛的兴趣,崔琦也成为第六位获得诺贝尔奖的华裔科学家。
本文系统阐述了霍尔效应及应用,并详细介绍了国内外有关量子霍尔效应研究的新进展。
1、经典霍尔效应1897 年,霍尔(E.H.Hall)正在马里兰的 JohnsHopkins大学读研究生。
当时还没有发现电子,也没有人知道金属导电的机理。
他注意到著名的英国物理学家麦克斯韦和瑞典物理学家埃德隆关于一个问题的分歧,于是在导师罗兰(H.A.Rowland)教授的支持下,做实验来验证磁场到底对导线中的电流有没有影响,却发现了一种特殊的现象:如图1所示,将载流导体板放在磁场中,使磁场方向垂直于电流方向,在导体板两侧 ab 之间就会出现横向电势差 U。
霍尔效应实验论文霍尔效应论文差分霍尔效应加速度测量方法及其线性实验模拟摘要:对磁场中对称结构的霍尔元件的输出特性进行研究,提出一种差分霍尔效应加速度测量方法。
基于线性霍尔元件和圆柱形永磁体设计加速度测量模型,两个霍尔元件与磁体构成对称互补结构,以差分方式输出信号电压。
建立加速度与输出电压的线性关系,实现以非接触的方式测量加速度。
模型的对称互补式设计,减小了非线性因素对测量的影响,改善了输出线性度。
差分式电压输出,能够抑制共模干扰和零点漂移,并提高了信号幅度。
对模型进行线性模拟实验,实验结果符合理论结论。
数据分析显示,测量方法具有较高灵敏度和线性度。
关键词:加速度;测量方法;测量模型;差分霍尔效应;非接触式Differential Hall-effect Acceleration Measurement Method andIts Linear Experimental SimulationLI Faming,QIU Zhaoyun,JIANG Guangdong(Weifang Medical University,Weifang,261053,China)Abstract:Output characteristics Hall element in the magnetic field symmetry structure are studied,aHall-differential acceleration measurement method ofimpact-resistant mutant is proposed.An acceleration measurement model is designed based on the linear Hall elements and the cylindrical permanent magnet,two Hall elements and the magnets constitute a symmetric complementary structure,and output signal voltage differentially.The linear relationship between acceleration and output voltage are established to achieve a non-contact way of measuring acceleration.The model′s symmetric complementary design reduces the non-linear effects of factors on the measurement and improves output linearity.Differential voltage output of the model can suppress common mode interference and zero drift,and improve the signal amplitude.Linear simulations are put on the model,and experimental study results are in line with the theoretical conclusions.Analysis of data shows that the experimental results are with high sensitivity and linearity.Keywords:acceleration;measurement method;measurement model;differential Hall-effect;non-contact0 引言技术成熟的微机械式加速度传感器大致分为应变式[1]、容感式[2]、热感式[3]三种。
电磁测量论文专业班级:学生姓名:学号:2009霍尔效应以及霍尔电流互感器摘要介绍和解释霍尔效应; 简述霍尔电流互感器其检测方法。
关键词:霍尔效应;磁电效应;霍尔电流互感器;直流测量1霍尔效应及其解释霍尔效应在1879年被E.H. 霍尔发现,它定义了磁场和感应电压之间的关系,这种效应和传统的感应效果完全不同。
当电流通过一个位于磁场中的导体的时候,磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电子运动方向上的的作用力,从而在导体的两端产生电压差。
虽然这个效应多年前就已经被大家知道并理解,但基于霍尔效应的传感器在材料工艺获得重大进展前并不实用,直到出现了高强度的恒定磁体和工作于小电压输出的信号调节电路。
流体中的霍尔效应是研究“磁流体发电”的理论基础。
霍尔效应:在导体上外加与电流方向垂直的磁场,会使得导体中的电子与电洞受到不同方向的洛伦兹力而往不同方向上聚集,在聚集起来的电子与电洞之间会产生电场,此一电场将会使后来的电子电洞受到电力作用而平衡掉磁场造成的洛伦兹力,使得后来的电子电洞能顺利通过不会偏移而产生的内建电压称为霍尔电压。
方便起见,假设导体为一个长方体,长度分别为a,b,d,磁场垂直ab平面。
电流经过ad,电流I = nqv(ad),n为电荷密度。
设霍尔电压为VH,导体沿霍尔电压方向的电场为VH / a。
设磁场强度为B。
洛伦兹力f=qE+qvB/c(Gauss 单位制)电荷在横向受力为零时不在发生横向偏转,结果电流在磁场作用下在器件的两个侧面出现了稳定的异号电荷堆积从而形成横向霍尔电场E= - vB/c由实验可测出 E= UH/W 定义霍尔电阻为RH= UH/I =EW/jW= E/jj = q n vRH=-vB/c /(qn v)=- B/(qnc)实验表明,在磁场不太强时,电位差与电流强度I和磁感应强度B成正比,与板的厚度d成反比,即:2 霍尔效应的负效应上述推导是从理想情况出发的,实际情况要复杂得多,在产生霍尔电压的同时,还伴生有四种副效应,副效应产生的电压叠加在霍尔电压上,造成系统误差。
研究霍尔效应在磁性材料中的应用引言:电子学从诞生之初就面临着多种技术难题,其中之一便是如何测量电子的速度和自旋方向。
幸运的是,19世纪末德国物理学家愛德蒙·赫爾提出了一种现象和方法来解决这一难题,即霍尔效应。
本文将探讨霍尔效应在磁性材料中的应用,并介绍其原理和关键实验结果。
一、霍尔效应的原理霍尔效应指的是当一个导电材料中有电流流过时,在垂直于电流和磁场方向的横向方向会产生电场,即霍尔电场。
这种现象是由于磁场对电子在材料中的运动轨迹产生了影响,并造成了电子在横向方向的偏移。
二、霍尔效应的实验观测为了验证霍尔效应的存在,科学家们进行了一系列的实验。
其中最著名的实验之一是霍尔效应实验,它通过在导体上施加恒定磁场和电流,测量横向电压来确定霍尔电场的强度。
实验结果显示,电压与电流、磁场的大小都有关,这与霍尔效应的预期行为相吻合。
三、磁性材料中的霍尔效应磁性材料是由具有强磁性的基本结构单元构成的材料。
这类材料在应用中具有重要的地位,例如用于磁性存储器和传感器等领域。
霍尔效应在磁性材料中的应用主要是利用了材料自身的磁性特性。
四、磁性存储器中的应用磁性存储器是一种将信息以磁场形式存储的设备,如硬盘驱动器和磁带。
霍尔效应在磁性存储器中的应用主要是通过检测磁场的变化来读取和写入信息。
例如,在硬盘驱动器中,磁头通过霍尔传感器检测磁场的变化,将其转化为电信号,从而实现读取和写入的功能。
五、传感器中的应用霍尔效应在传感器中的应用也十分广泛。
以霍尔传感器为例,它主要用于测量磁场的强度和方向。
这种传感器结构简单,灵敏度高,可以广泛应用于测量、导航和控制等领域。
霍尔传感器通常由磁性材料制成,通过霍尔效应实现对磁场信号的转换。
六、霍尔效应的未来发展随着科学技术的进步,人们对霍尔效应的研究也在不断深入。
研究人员已经发现在某些特殊的磁性材料中,霍尔效应表现出了一些非常有趣的现象,如自旋霍尔效应和拓扑霍尔效应等。
这些新发现为我们进一步了解和应用霍尔效应提供了新的方向和机会。
霍尔传感器的工作原理及应用论文1. 引言霍尔传感器是一种重要的非接触式传感器,在工业控制、汽车电子、医疗设备等领域有广泛的应用。
本文将介绍霍尔传感器的工作原理及其在不同领域的应用情况。
2. 霍尔传感器的工作原理霍尔传感器利用霍尔效应测量磁场的强度,进而实现对物体位置、速度、方向等信息的检测。
霍尔效应是指当一个导电体通过一定方向的磁场时,会在其两端产生一定方向的电势差。
这个电势差与磁场的强度成正比。
霍尔传感器通常由霍尔元件、信号调理电路、输出电路三部分组成。
霍尔元件是传感器的核心部件,由半导体材料制成。
它的特点是在有磁场的情况下产生电势差,并将这个电势差转化为电信号输出。
信号调理电路用于增强和处理霍尔元件输出的信号,以得到准确的测量结果。
输出电路则将调理后的信号进行适配和放大,以便于连接到其他设备或系统中。
3. 霍尔传感器的应用霍尔传感器具有灵敏、稳定、可靠、无接触等优点,因此在众多领域中得到广泛应用。
3.1 工业控制•位置检测:霍尔传感器可以用于检测各种设备的位置,如机械臂、自动门等,以实现精确控制。
•运动检测:通过测量磁场的变化,可以实时监测设备的运动情况,并作出相应的调控。
•流量测量:将霍尔传感器用于流量计中,可以准确测量液体或气体的流量,广泛应用于工业自动化领域。
3.2 汽车电子•转向角度检测:霍尔传感器可以用于检测方向盘的转向角度,为车辆的转向控制提供精确数据。
•轮速测量:将霍尔传感器安装在车轮上,可以实时测量车辆的轮速,用于制动系统的控制。
•空气流量测量:汽车发动机需要准确测量进气量,霍尔传感器在这方面具有优异的性能,被广泛应用于汽车的空气流量测量系统中。
3.3 医疗设备•心率检测:通过将霍尔传感器置于医疗设备上,可以实时监测患者的心率,并提供给医生进行诊断。
•血压测量:霍尔传感器可用于测量患者的血压,实现无创血压测量,提高患者的舒适度和测量准确性。
•磁性药物传递:霍尔传感器可以用于控制磁性药物在磁场中的释放速度和位置,提高药物的治疗效果。
霍尔效应毕业论⽂.doc⽟林师范学院本科⽣毕业论⽂霍尔效应的发现对研究性教学的启⽰The discovery of the Hall effect to the teaching of Research Teaching院系物理科学与⼯程技术学院专业物理学学⽣班级2007级2班姓名学号指导教师单位物理科学与⼯程技术学院指导教师姓名指导教师职称助教(硕⼠)霍尔效应的发现对研究性教学的启⽰摘要研究性教学是⾼校培养⼤学⽣的创新能⼒、实践能⼒、交流能⼒和社会适应能⼒的有效教学⽅法之⼀,它⼴泛地应⽤于⾼校各种学科和专业教育教学实践之中。
研究性教学,就是教师通过展⽰⾃⼰对问题的研究过程,让学⽣学习研究⽅法、体验研究过程,并通过引导学⽣⾃主思考,研究事物的本质、规律和发展的必然趋势,培养学⽣的思维能⼒、⾃主获取知识的能⼒和研究渴望的教学。
与传统教学法相⽐,研究性教学更加注重教师的教学能⼒素养以及培养学⽣的综合素质能⼒。
笔者有感⽽发,通过霍尔效应的发现历程,对研究性教学进⾏深度的思考,从⼏个核⼼要素看待研究性教学的内涵。
本⽂主要就研究性教学的前提、核⼼、灵魂和保障这四个核⼼内容展开论述,从⽽更加具体和深刻地理解研究性教学。
关键词:霍尔效应,研究性学习,研究性教学The discovery of the Hall effect to the teaching of ResearchTeachingAbstractResearch teaching is one of the most effective and wide-used teaching methods,which can cultivate students innovative ability, practical ability,communication skills and social adaptability. Research-based teaching, is a kind of teaching approach in which a teacher by showing himself on the research issue of procedure, and let students to learn research methods, experience research process, and by guiding students of thinking in-dependent, to study the essence of things, regulafion and development. Thus, it can develop their thinking skills, the ability of autonomous access to knowledge and research on the desire of the teaching. Compared with the traditional teaching method, research-based teaching pay more attention to teachers'teaching ability literacy and cultivate students' comprehensive quality.I felt like it,the discovery process through the Hall effect,depth of research teaching thinking,from the view of several core elements of the teaching of the content. In this paper,the premise of teaching the study,core,soul and protect the paper the four core content started to be more specific and profound understanding of teaching.keywords:Hall effect ,Research Study ,Research Teaching⽬录1.引⾔ (1)2.霍尔效应的发现 (1)3.启⽰⼀:⼤胆质疑,提出问题,是研究性教学的前提 (2)3.1敢于质疑,不惧权威,提出问题 (2)3.2“问题”在研究性教学中的重要性 (2)4.启⽰⼆:研究学习,注重实践,是研究性教学的核⼼ (3)4.1研究性学习与研究性教学的关系 (3)4.2实践是检验研究性教学的“试⾦⽯” (4)5.启⽰三:独⽴思考,创新能⼒,是研究性教学的灵魂 (5)5.1没有独⽴思考的研究性教学,是失败的 (5)5.2创新性是研究性教学的精华和追求 (6)5.3创新能⼒的培养途径 (6)5.3.1营造良好的创新学习氛围 (6)5.3.2引导学⽣的开放思维 (6)5.3.3重视学⽣的个性发展 (7)5.3.4突出师⽣互动 (7)5.3.5培养学⽣的实践能⼒ (7)6.启⽰四:导师指引,硬件条件,是研究性教学的保障 (8)6.1研究性教学离不开教师 (8)6.2研究性教学需要什么样的教师 (8)6.2.1研究型教师应具备把书本知识与实践联来起来的意识和能⼒ (8)6.2.2研究型教师应具备开放的思想和独⽴思考的能⼒ (9)6.2.3研究型教师应具备结合⼴泛的兴趣和渗透性学习的素质 (9)6.3良好的硬件环境氛围,有利于研究性教学的开展 (9)6.3.1加强“硬件”建设 (9)6.3.2营造良好环境 (10)7.总结 (10)8.致谢 (11)9.参考⽂献 (11)⽟林师范学院本科⽣毕业论⽂(设计)1.引⾔教育部关于进⼀步加强⾼等学校教学⼯作的若⼲意见中明确提出“积极推动研究性教学,提⾼学⽣的创新能⼒”。
霍尔效应的应用作文在我们的日常生活中,有许多看似神秘但却又实实在在影响着我们的科学原理,霍尔效应就是其中之一。
你可能会问,啥是霍尔效应?别急,让我慢慢给您道来。
话说前段时间,我去了一个电子设备生产厂参观,这可让我对霍尔效应有了更直观、更深刻的认识。
一走进工厂,我就被那一排排整齐的生产线和忙碌的工人所吸引。
在其中一个车间,我看到了正在生产的一种叫做霍尔传感器的小玩意儿。
这些小小的传感器,可蕴含着大大的霍尔效应的智慧呢!工人师傅们熟练地操作着机器,将一片片微小的芯片安装到电路板上。
我好奇地凑过去,想看看这到底是怎么回事。
师傅看出了我的好奇,笑着跟我解释说:“这霍尔传感器啊,就是利用霍尔效应来工作的。
它能感知磁场的变化,然后把这个信息转化成电信号。
”我似懂非懂地点点头,师傅接着说:“比如说,咱们常见的电动车里,就有用到霍尔传感器。
它能检测电机的转速和位置,这样就能让电动车的控制器精确地控制电机的工作,让车子跑得又稳又快。
”听到这,我不禁在脑海中想象着自己骑着电动车,风驰电掣的样子,而这背后居然是霍尔效应在默默发挥作用,太神奇了!师傅还告诉我,不只是电动车,像空调、洗衣机、电冰箱这些家电里也都有霍尔传感器的身影。
就拿电冰箱来说吧,通过霍尔传感器可以精确地检测冰箱门的开关状态。
当我们打开冰箱门时,传感器会感知到磁场的变化,然后把这个信号传递给控制系统,让冰箱里的灯亮起来。
而当我们关上冰箱门,它又能告诉冰箱该停止制冷,节省能源。
我越听越觉得有趣,原来这霍尔效应就在我们身边,时时刻刻为我们的生活服务着。
在工厂的另一个区域,我看到了一些正在进行检测的霍尔电流传感器。
这些传感器看起来比之前看到的更加复杂和精密。
旁边的技术人员跟我说:“这些霍尔电流传感器可重要啦!在电力系统中,它们能够精确地测量电流的大小和方向。
” 我惊讶地张大了嘴巴,“这有啥用呢?” 技术人员耐心地解释道:“比如说在变电站里,如果电流出现异常,霍尔电流传感器就能迅速检测到,然后发出警报,让工作人员及时处理,避免出现电力故障,保障咱们的正常用电。
示波管霍尔效应实验设计方案论文清晨的阳光透过实验室的窗户,洒在一张满是公式和图表的纸上,我斜倚在椅子上,开始构思这个示波管霍尔效应实验设计方案。
这个实验,对于理解霍尔效应的基本原理和测量磁场强度有着重要意义。
下面,就让我来为你详细梳理一下整个实验的设计方案。
我们需要明确实验目的。
霍尔效应实验的主要目的是验证霍尔效应的存在,并测量霍尔电压与磁场强度的关系。
通过这个实验,我们可以进一步理解霍尔效应的物理本质,以及霍尔元件在磁场测量中的应用。
一、实验原理霍尔效应是指在导体或半导体中,当电流与磁场垂直时,会产生垂直于电流和磁场方向的电场。
这个现象可以用洛伦兹力来解释:当电流通过导体时,电子会受到洛伦兹力的作用,向导体的一侧偏转,从而在导体两侧形成电势差,即霍尔电压。
二、实验器材1.示波管:用于观察霍尔电压的变化。
2.霍尔元件:用于测量霍尔电压。
3.磁铁:用于产生磁场。
4.电源:为霍尔元件和磁铁提供电源。
5.数字万用表:用于测量霍尔电压和磁场强度。
三、实验步骤1.准备工作:将示波管、霍尔元件、磁铁、电源和数字万用表等实验器材准备好,连接好电路。
2.调节磁场:将磁铁放置在霍尔元件的旁边,调节磁铁的方位,使磁场方向与电流方向垂直。
3.测量霍尔电压:打开电源,调节电流大小,用数字万用表测量霍尔电压。
记录不同电流下的霍尔电压值。
4.测量磁场强度:用磁铁周围的磁场强度计测量磁铁的磁场强度,记录数据。
5.数据处理:根据测得的霍尔电压和磁场强度数据,绘制霍尔电压与磁场强度的关系曲线。
6.分析结果:分析霍尔电压与磁场强度的关系,验证霍尔效应的存在。
四、注意事项1.实验过程中要确保磁场方向与电流方向垂直,否则会影响实验结果。
2.测量霍尔电压时,要确保数字万用表的测量精度,避免误差。
3.实验过程中要注意安全,避免触电和磁场对实验设备的干扰。
五、实验结果与分析1.实验结果显示,霍尔电压与磁场强度呈线性关系,验证了霍尔效应的存在。
变温霍尔效应摘要:本实验我们研究了样品(锑化铟)的霍尔系数随温度的变化情况。
实验中,我们利用液氮沸腾吸热原理和反馈加热的方法来控制样品的温度。
通过测量不同温度下的霍尔电压来计算出变温情况下的霍尔系数,画出温度80-300k 范围内样品的错误!未找到引用源。
和H R T 曲线。
并通过曲线来研究禁带宽度、载流子浓度、迁移率等特征。
一. 引言1879年,霍尔(E.H.Hall)在研究通有电流的导体在磁场中受力的情况时,发现在垂直于磁场和电流的方向上产生了电动势,这个电磁效应称为“霍尔效应”。
在半导体材料中,霍尔效应比在金属中大几个数量级,引起人们对它的深入研究。
霍尔效应的研究在半导体理论的发展中起了重要的推动作用,直到现在,霍尔效应的测量仍是研究半导体性质的重要实验方法。
利用霍尔效应,可以确定半导体的导电类型和载流子浓度,利用霍尔系数和电导率的联合测量,可以用来研究半导体的导电机构(本征导电和杂质导电)和散射机构(晶格散射和杂质散射),进一步确定半导体的迁移率、禁带宽度、杂质电离能等基本参数。
测量霍尔系数随温度的变化,可以确定半导体的禁带宽度、杂质电离能及迁移率的温度特性。
根据霍尔效应原理制成的霍尔器件,可用于磁场和功率测量,也可制成开关元件,在自动控制和信息处理等方面有着广泛的应用。
二. 实验原理1. 半导体的能带结构和载流子浓度没有人工掺杂的半导体称为本征半导体,本征半导体中的原子按照晶格有规则的排列,产生周期性势场。
在这一周期势场的作用下,电子的能级展宽成准连续的能带。
束缚在原子周围化学键上的电子能量较低,它们所形成的能级构成价带;脱离原子束缚后在晶体中自由运动的电子能量较高,构成导带,导带和价带之间存在的能带隙称为禁带。
当绝对温度为0K 时,电子全被束缚在原子上,导带能级上没有电子,而价带中的能级全被电子填满;随着温度升高,部分电子由于热运动脱离原子束缚,成为具有导带能量的电子,它在半导体中可以自由运动,产生导电性能,这就是电子导电;而电子脱离原子束缚后,在原来所在的原子上留下一个带正电荷的电子的缺位,通常称为空穴,它所占据的能级就是原来电子在价带中所占据的能级。
霍尔效应及应用实验论文学院:物理科学与技术学院 专业:微电子 姓名:石茂林 学号:1042023058摘要: 霍尔效应是霍尔--德国物理学家于1879年在他的导师罗兰的指导下发现的这一效应,这一效应在科学实验和工程技术中得到广泛应用。
可以用它测量磁场、半导体中载流子的浓度及判别载流子的极性,还可以利用这一原理作成各种霍尔器件,已广泛地应用到各个领域中。
近年来霍尔效应得到了重要发展,冯·克利青发现了量子霍尔效应,为此,冯·克利青获得1985年度诺贝尔物理学奖。
关键词: 霍尔效应 副效应 霍尔电压 直流电压高精度的隔离传送和检测直流电流高精度的隔离检测 监控量越限时准确的隔离报警引言:利用霍尔效应电压与磁场的线性关系可知,通过测量元件两端的电压,可以得知空间某区域的磁场分布及其此处的磁感应强度。
如今,霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段,而且随着电子技术的发展,利用该效应制成的霍尔器件,由于结构简单、频率响应宽、寿命长、可靠性高等优点,已广泛用于非电量测量和信息处理等方面。
正文:通过自己多次到实验室去体验并做了这些试验,本试验共有4个实验--霍尔效应 、直流电压高精度的隔离传送和检测、直流电流高精度的隔离检测和监控量越限时准确的隔离报警。
现在把实验内容及其结论在下面做详细介绍:一、霍尔效应试验实验目的:认识霍尔效应并懂得其机理;研究霍尔电压与工作电流的关系;研究霍尔电压与磁场的关系;了解霍尔效应的副效应及消除方法。
实验原理:霍尔元件是根据霍尔效应原理制成的磁电转元件,如图所示X图1.1 霍尔效应磁原理 图1.2 霍尔效应磁电转换 在磁场不太强时,电位差H V 与电流强度I 和磁感应强度B 成正比,与板的厚度d 成反比,即d IBR V HH =(1.1)或 IB K V H H =(1.2)式(1.1)中H R 称为霍尔系数,式(1.2)中H K 称为霍尔元件的灵敏度,单位为mv /(mA ·T)。
霍尔效应(自动化学院 南京 211189)摘 要: 掌握霍尔效应原理,测量判定半导体材料的霍尔系数,了解霍尔效应中各种副效应的消除方法,理解组合线圈、长直螺线管轴线上磁场分布,利用霍尔效应测量磁场,对数据进行整合作图分析,研究载流线圈组的磁场分布关键词: 霍尔效应;TH-H 型霍尔效应实验仪;TH-H 型霍尔效应测试仪;三维亥姆霍兹磁场测试架;三维亥姆霍兹磁场实验仪Hall-effectWu Na(school of automation of Southeast University, Nanjing 211189)Abstract: Mastering the principle of hall effect, Measuring judgement of semiconductor materials hall coefficient,Understandingof deputy hall effect of eliminating the effect of method,Using hall effect on data measurement of magnetic field,integrate graphic analysis,research current-carrying coil group of the magnetic field distributionkey words: Hall effect; TH - H hall effect experimental apparatus; TH - H hall effect tester,;3d helmholtz magnetic-field testingframe,;3d helmholtz magnetic field experimental apparatus利用霍尔效应可以确定半导体材料的导电类型、载流子浓度及迁移率、半导体的禁带宽度等。
关于霍尔效应的论文
一:基本概念
美国物理学家霍尔于1879年在实验中发现,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这一现象便是霍尔效应。
这个电势差也被叫做霍尔电势差。
二:基本原理
霍尔效应是磁电效应的一种,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这个电势差就被叫做霍尔电势差。
导体中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。
正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。
平行电场和电流强度之比就是电阻率。
此外,大量的研究揭示:参加材料导电过程的不仅有带负电的电子还有带正电的空穴。
方便起见,假设一导体为长方体,长度为a ,b ,c .磁场垂直ab 平面,电流经过ad,则I=nqv(ad),n为电荷密度。
设霍尔电压VH,导体沿霍尔电压方向的电场为VH/a,设磁场强度为B。
则由
qVH/a=qvB得VH=vBa,把v=i/nqad带入得VH=iB/nqd.
因此,对于一个已知霍尔系数的导体,通过一个已知方向、大小的电
流,同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小,就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。
三:霍尔效应的主要应用
根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能。
讫今为止,已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关,等等。
例如:汽车点火系统,设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器,用作点火脉冲发生器。
这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压,控制电控单元(ECU)的初级电流。
相对于机械断电器而言,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护,能够适应恶劣的工作环境,还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能,具有明显的优势。
用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。
许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越
怕电磁干扰。
而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号。
采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象。
霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。
例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。
霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。
目前的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。
四:结语
学习了霍尔效应,让我体会到物理学家是怎样用一些简单的原理来完成重大的课题,并进一步让我感受到什么是真正的科学精神,引导我们建立正确的科学态度。