Badanie zjawiska Halla-1


I rok - informatyka

Laboratorium fizyki

03.10.1995

Badanie zjawiska Halla

Ćwiczenie

numer 2

Ocena:

I . Cel ćwiczenia

Celem tego doświadczenia jest pommiar napięcia Halla, a następnie obliczenie stałej Hall oraz koncentracji nośników prądu.

II. Przebieg ćwiczenia

1. Do przeprowadzenia doświadczenia używamy takich przyrządów jak, zasilacz stabilizowany prądu stałego, opór zabezpieczający R, miliamperomierz, próbka półprzewodnikowa H, przełącznik P1, miliwoltomierz, autotransformator At, prostwnik G, amperomierz A, przełącznik P2, elektromagnes M.

2. Łączymy wszystkie przyrządy według poniższych schematów.

0x01 graphic

a) obwód służący do pomiaru napięcia Halla Uh

0x01 graphic

b) obwód służący do wytworzenia pola magnetycznego między biegunami elektromagnesu M

IV. Pomiary

a)dla prądu magnesującego Im wynoszącego 2A.

Natęzenie prądu magesującego Im [A]

Natężenie prądu sterującego Ix [mA]

Napięcie miliwoltomierza

U1 [mV]

Napięcie miliwoltomierza

U2[mV]

Napięcie Hala

Uh[mV]

2

0

0

0

0

2

111,3

-125

118,15

4

233

-258

245,5

6

346

-388

367

8

459

-515

487

10

566

-631

598,5

12

667

-735

701

14

765

-840

802,5

16

854

-925

889,5

b)dla prądu magnesującego Im wynoszącego 3A.

Natęzenie prądu magesującego Im [A]

Natężenie prądu sterującego Ix [mA]

Napięcie miliwoltomierza

U1 [mV]

Napięcie miliwoltomierza

U2[mV]

Napięcie Hala

Uh[mV]

3

0

0

0

0

2

158

-179

168,5

4

324

-367

345,5

6

487

-547

517

8

643

-728

685,5

10

791

-888

839,5

12

928

-1031

979,5

Napięcie Halla Uh dla danego natężenia Ix prądu sterującego jest równe średniej arytmetycznej dwóch odczytów na woltomierzu U1 i U2 przy zmianie zwrotu indukcji pola magnetycznego między biegunami elektromagnesu

0x01 graphic

V. Na podstawie uzyskanych wyników pomiarów następnym krokiem doświadczenia jest sporządzenie wykresu zależności napięcia Halla Uh w funkcji natężenie prądu sterującego Ix przy stałym prądzie magnesującym

VI. Błąd pomiaru przy odczytywania wartości wynoszą:

a) z amperomierza - klasa 0,5 zakres 20mA

0x01 graphic

b) z amperomierza - klasa 0,5 zakres 7,5A

0x01 graphic

c) miliwoltomierz Uh - klasa 1 zakres 2v

0x01 graphic

VII. Oblicznie stałej Halla R :

A) dla prądu magnetycznego Im=2A

0x01 graphic

Z wykresu indukcji pole magnetyczego B w funkcji natężenia rądu magnesującego Im, odczytujemy , iż dla Im = 2A -> B = 0,48 T

korzystając ze wzoru

0x01 graphic

wyznaczam stałą Halla R i liczę jej wartość dla poszczególnych wartości Ix i Ux

0x01 graphic

Uh = 118,15 mV Ix = 2mA

0x01 graphic

Uh = 245,5 mV Ix = 4mA

R2 = 1022,92*10e-6 1/c

Uh = 367 mV Ix = 6mA

R3 = 1019,44*10e-6 1/c

Uh = 487 mV Ix = 8mA

R4 = 1014,58*10e-6 1/c

Uh = 598 mV Ix = 10mA

R5 = 997,5*10e-6 1/c

Uh = 701 mV Ix = 12mA

R6 = 973,61*10e-6 1/c

Uh = 802 mV Ix = 14mA

R7 = 955,36*10e-6 1/c

Uh = 889,5 mV Ix = 16mA

R8 = 926,56*10e-6 1/c

b) dla prądu magnetycznego Im = 3A

0x01 graphic

B = 0,68 T

maximum record size = 23 record size = 460773 0x01 graphic

0x01 graphic

Uh = 168,5 mV Ix = 2mA

0x01 graphic

Uh = 345,5 mV Ix = 4mA

R2 = 1016,18*10e-6 1/c

Uh = 517 mV Ix = 6mA

R3 = 1013,73*10e-6 1/c

Uh = 685,5 mV Ix = 8mA

R4 = 1008,09*10e-6 1/c

Uh = 839,5 mV Ix = 10mA

R5 = 987,65*10e-6 1/c

Uh = 979 mV Ix = 12mA

R6 = 960,29*10e-6 1/c

VIII. Obliczanie koncentracji nośników prądu n

a) dla prądu magnetycznego Im = 2A

0x01 graphic

wyznaczam n

0x01 graphic
gdzie e = 1,6 * 10e-19 C

0x01 graphic

n2 = 61,1e20

n3 = 61,308e20

n4 = 61,602e20

n5 = 62,657e20

n6 = 64,194e20

n7 = 65,42e20

n8 = 67,454e20

b) dla prądu magnetycznego Im = 3A

0x01 graphic
gdzie e = 1,6 * 10e-19 C

0x01 graphic

n2 = 61,505e20

n3 = 61,653e20

n4 = 61,998e20

n5 = 63,282e20

n6 = 65,084e20

IX. Obliczanie błędu pomiaru stałej Halla R metodą różniczki zupełnej

0x01 graphic

wyrażenia d i B - const

0x01 graphic

a) dla prądu magnetycznego Im=2A d = 8e-6 m B = 0,48 T

0x01 graphic

R2 = 33,9e-6

R3 = 22,5e-6

R4 = 16,8e-6

R5 = 13,3e-6

R6 = 10,8e-6

R7 = 9,20e-6

R8 = 7,87e-6

b) dla prądu magnetycznego Im = 3 A d = 8e-6 m B = 0,68 T

R1 = 61,3e-6

R2 = 31,2e-6

R3 = 20,8e-6

R4 = 15,5e-6

R5 = 12,2e-6

R6 = 9,96e-6

X. Obliczamy błąd pomiaru koncentracji nośników prądu n metodą różniczki zupełnej

0x01 graphic

a) dla prądu magnetycznego Im = 2A

d n1 = 424e18

d n2 = 202e18

d n3 = 135e18

d n4 = 102e18

d n5 = 83e18

d n6 = 71e18

d n7 = 63e18

d n8 = 57e18

b) dla prądu magnetycznego Im = 3A

d n1 = 390e18

d n2 = 189e18

d n3 = 126e18

d n4 = 955e18

d n5 = 78,35e18

d n6 = 67,52e18



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Badanie zjawiska halla, Badanie zjawiska Halla 3, Wydział Elektryczny
badanie zjawiska halla
cwiczenie 6, tabela1, A -badanie zjawiska Halla
cwiczenie 6, tabela1, A -badanie zjawiska Halla
Badanie zjawiska halla, Zjawisko Halla w półprzewodnikach, Opracowanie wynik˙w.
Badanie zjawiska halla, Zjawisko Halla - 1
Badanie zjawiska halla, Badanie zjawiska Halla 8, Politechnika Śląska
Badanie zjawiska Halla, Biotechnologia, Fizyka, Labolatorium
Badanie zjawiska Halla
Badanie zjawiska Halla
Badanie zjawiska Halla, Rok
Badanie zjawiska Halla
Badanie zjawiska Halla2, Zjawisko Halla
zjawisko Halla
tabela halla, Uczelnia, sem I, fiza, LABORATORIUM, Nowe laborki, Zjawisko Halla
Badanie efektu Halla fluksometr, Sprawolki
Zjawisko Halla Wyznaczanie statycznych charaterystyk hallotronu i stałej Halla
Badanie zjawiska fotoelektrycznego i wyznaczanie stałej Plan

więcej podobnych podstron