如何利用霍爾效應測交變磁場,怎樣利用霍爾效應測量交變電場 急

時間 2021-08-30 09:27:53

1樓:匿名使用者

霍爾效應是指當固體導體有電流通過,且放置在一個磁場內,導體內的電荷載子受到洛倫茲力而偏向一邊,繼而產生電壓。電場力會平衡洛倫茲力。

電流是由許多移動中的電荷載子(通常為電子)組成。在垂直方向的磁場,會令電子受洛倫茲力。電子的軌跡是曲的。這使得導體的電荷密度不平均,因此產生了一個電壓,稱為霍爾電壓。

量度導體兩邊的電壓,可以測得磁場的強度。

電流是由許多移動中的電荷載子(通常為電子)組成。在垂直方向的磁場,會令電子受洛倫茲力。電子的軌跡是曲的。這使得導體的電荷密度不平均,因此產生了一個電壓,稱為霍爾電壓。

量度導體兩邊的電壓,可以測得磁場的強度。

方便起見,假設導體為一個長方體,長度分別為a,b,d,磁場垂直ab平面。電流經過ad,電流i = nqv(ad),n為電荷密度。設霍爾電壓為vh,導體沿霍爾電壓方向的電場為vh / a。

設磁場強度為b。

qvh / a = qvb

vh / a = bi / (nqad)

vh = bi / (nqd)

2樓:士秀珍叢琴

實驗的方法是通過霍爾效應法測量交變的磁場,直流的也可以測量。

霍爾效應法用半導體材料構成霍爾片作為感測元件,把磁訊號轉換成電訊號,最終測出磁場中各點的磁感應強度。

怎樣利用霍爾效應測量交變電場?急!

3樓:匿名使用者

霍爾效應裝置如圖2.3.1-1和圖2.3.1-2所示。將一個半導體薄片放在垂直於它的磁場中(b的方向

沿z軸方向),當沿y方向的電極a、a』上施加電流i時,薄片內定向移動的載流子(設平均速率為u)受到洛倫茲力fb的作用,

fb= q u b (1)

無論載流子是負電荷還是正電荷,fb的方向均沿著x方向,在磁力的作用下,載流子發生偏移,產生電荷積累,從而在薄片b、b』兩側產生一個電位差vbb』,形成一個電場e。電場使載流子又受到一個與fb方向相反的電場力fe,

fe=q e = q vbb』 / b (2)

其中b為薄片寬度,fe隨著電荷累積而增大,當達到穩定狀態時fe=fb,即

q ub = q vbb』 / b (3)

這時在b、b』兩側建立的電場稱為霍爾電場,相應的電壓稱為霍爾電壓,電極b、b』稱為霍爾電極。

另一方面,射載流子濃度為n,薄片厚度為d,則電流強度i與u的關係為:

(4)由(3)和(4)可得到

(5)另,則

(6)r稱為霍爾係數,它體現了材料的霍爾效應大小。根據霍爾效應制作的元件稱為霍爾元件。

在應用中,(6)常以如下形式出現:

(7)式中稱為霍爾元件靈敏度,i稱為控制電流。

由式(7)可見,若i、kh已知,只要測出霍爾電壓vbb』,即可算出磁場b的大小;並且若知載流子型別(n型半導體多數載流子為電子,p型半導體多數載流子為空穴),則由vbb』的正負可測出磁場方向,反之,若已知磁場方向,則可判斷載流子型別。

由於霍爾效應建立所需時間很短(10-12~10-14s),因此霍爾元件使用交流電或者直流電都可。指示交流電時,得到的霍爾電壓也是交變的,(7)中的i和vbb』應理解為有效值。

n 霍爾效應實驗中的付效應

在實際應用中,伴隨霍爾效應經常存在其他效應。例如實際中載流子遷移速率u服從統計分佈規律,速度小的載流子受到的洛倫茲力小於霍爾電場作用力,向霍爾電場作用力方向偏轉,速度大的載流子受到磁場作用力大於霍爾電場作用力,向洛倫茲力方向偏轉。這樣使得一側告訴載流子較多,相當於溫度較高,而另一側低速載流子較多,相當於溫度較低。

這種橫向溫差就是溫差電動勢ve,這種現象稱為愛延豪森效應。這種效應建立需要一定時間,如果採用直流電測量時會因此而給霍爾電壓測量帶來誤差,如果採用交流電,則由於交流變化快使得愛延豪森效應來不及建立,可以減小測量誤差。

此外,在使用霍爾元件時還存在不等位電動勢引起的誤差,這是因為霍爾電極b、b』不可能絕對對稱焊在霍爾片兩側產生的。由於目前生產工藝水平較高,不等位電動勢很小,故一般可以忽略,也可以用一個電位器加以平衡(圖2.3.

1-1中電位器r1)。

我們可以通過改變is和磁場b的方向消除大多數付效應。具體說在規定電流和磁場正反方向後,分別測量下列四組不同方向的is和b組合的vbb』,即

+b, +i

vbb』=v1

-b, +i

vbb』=-v2

-b, -i

vbb』=v3

+b, -i

vbb』=-v4

然後利用得到霍爾電壓平均值,這樣雖然不能消除所有的付效應,但其引入的誤差不大,可以忽略不計。

電導率測量方法如下圖所示。設b』c間距離為l,樣品橫截面積為s=bd,流經樣品電流為is,在零磁場下,測得b』c間電壓為vb』c,則

4樓:匿名使用者

霍爾效應是指當施加的外磁場垂直於半導體中流過的電流時,會在半導體垂直於磁場和電流的方向上產生霍爾電動勢

怎樣利用霍爾效應測量交變電場?急!

5樓:捷秀利

霍爾效應裝置如圖2.3.1-1和圖2.

3.1-2所示。將一個半導體薄片放在垂直於它的磁場中(b的方向沿z軸方向),當沿y方向的電極a、a』上施加電流i時,薄片內定向移動的載流子(設平均速率為u)受到洛倫茲力fb的作用, fb= q u b (1) 無論載流子是負電荷還是正電荷,fb的方向均沿著x方向,在磁力的作用下,載流子發生偏移,產生電荷積累,從而在薄片b、b』兩側產生一個電位差vbb』,形成一個電場e。

電場使載流子又受到一個與fb方向相反的電場力fe, fe=q e = q vbb』 / b (2) 其中b為薄片寬度,fe隨著電荷累積而增大,當達到穩定狀態時fe=fb,即 q ub = q vbb』 / b (3) 這時在b、b』兩側建立的電場稱為霍爾電場,相應的電壓稱為霍爾電壓,電極b、b』稱為霍爾電極。 另一方面,射載流子濃度為n,薄片厚度為d,則電流強度i與u的關係為: (4) 由(3)和(4)可得到 (5) 另,則 (6) r稱為霍爾係數,它體現了材料的霍爾效應大小。

根據霍爾效應制作的元件稱為霍爾元件。 在應用中,(6)常以如下形式出現: (7) 式中稱為霍爾元件靈敏度,i稱為控制電流。

由式(7)可見,若i、kh已知,只要測出霍爾電壓vbb』,即可算出磁場b的大小;並且若知載流子型別(n型半導體多數載流子為電子,p型半導體多數載流子為空穴),則由vbb』的正負可測出磁場方向,反之,若已知磁場方向,則可判斷載流子型別。 由於霍爾效應建立所需時間很短(10-12~10-14s),因此霍爾元件使用交流電或者直流電都可。指示交流電時,得到的霍爾電壓也是交變的,(7)中的i和vbb』應理解為有效值。

n 霍爾效應實驗中的付效應 在實際應用中,伴隨霍爾效應經常存在其他效應。例如實際中載流子遷移速率u服從統計分佈規律,速度小的載流子受到的洛倫茲力小於霍爾電場作用力,向霍爾電場作用力方向偏轉,速度大的載流子受到磁場作用力大於霍爾電場作用力,向洛倫茲力方向偏轉。這樣使得一側告訴載流子較多,相當於溫度較高,而另一側低速載流子較多,相當於溫度較低。

這種橫向溫差就是溫差電動勢ve,這種現象稱為愛延豪森效應。這種效應建立需要一定時間,如果採用直流電測量時會因此而給霍爾電壓測量帶來誤差,如果採用交流電,則由於交流變化快使得愛延豪森效應來不及建立,可以減小測量誤差。 此外,在使用霍爾元件時還存在不等位電動勢引起的誤差,這是因為霍爾電極b、b』不可能絕對對稱焊在霍爾片兩側產生的。

由於目前生產工藝水平較高,不等位電動勢很小,故一般可以忽略,也可以用一個電位器加以平衡(圖2.3.1-1中電位器r1)。

我們可以通過改變is和磁場b的方向消除大多數付效應。具體說在規定電流和磁場正反方向後,分別測量下列四組不同方向的is和b組合的vbb』,即 +b, +i vbb』=v1 -b, +i vbb』=-v2 -b, -i vbb』=v3 +b, -i vbb』=-v4 然後利用得到霍爾電壓平均值,這樣雖然不能消除所有的付效應,但其引入的誤差不大,可以忽略不計。 電導率測量方法如下圖所示。

設b』c間距離為l,樣品橫截面積為s=bd,流經樣品電流為is,在零磁場下,測得b』c間電壓為vb』c,則

6樓:左以兜

霍爾效應是指當施加的外磁場垂直於半導體中流過的電流時,會在半導體垂直於磁場和電流的方向上產生霍爾電動勢

7樓:小雷帶你漲知識

霍爾效應法測量磁場,這效果看著太驚豔了

霍爾片上若通交流電,則電動勢怎麼測?能否用霍爾效應測交變磁場?

8樓:anyway中國

你說bai的霍爾片一般稱霍爾du

元件或者霍爾感測器zhi,霍爾元件包括開關霍爾和線dao性霍爾。版

線性霍爾元件可用於測量權交變磁場。

霍爾元件工作電流為直流電流,但是,霍爾元件可以用於測量交變磁場。

霍爾元件用於檢測交變磁場,霍爾元件輸出交流電動勢,交變電動勢可採用峰值檢波電路、均值檢波電路、真有效值轉換等電路轉變為直流電壓之後測量,也可採用交流數字取樣技術直接取樣,通過數字運算獲取交變電動勢的有效值、頻率等等。

9樓:匿名使用者

電動勢還是脈衝法測量呀。可以應用霍爾效應來測的。如果您覺得正確或者採納的話,麻煩給我好評哦,謝謝。

在霍爾效應實驗中,能否用霍爾元件測量交變磁場?

10樓:happy新視野

可以,不過可能在做實驗時比較困難。交變電流產生交變磁場,那麼霍爾電勢的正負就是變化的。副效應的影響也不同。

霍爾元件怎樣用交變磁場,如何利用霍爾效應測交變磁場

實驗5 23用霍爾元件測磁場 霍爾效應是磁電效應的一種。當在載流導體的垂直方向上加上磁場,則在與電流和磁場都垂直的方向上將建立一個電場。這一現象是霍爾於1879年發現的。被稱為 霍爾效應 具有這種效應的不僅是金屬,還有半導體 導電流體等。而半導體的霍爾效應比金屬強得多。半導體霍耳器件在磁測量中應用廣...

急自交 測交和雜交如何辨別,自交 測交 雜交什麼區別?怎麼區分啊

薩覓桓心思 測交,為測定雜合個體的基因型而進行的未知基因型雜合個體與有關隱性純合個體之間的交配。雜交產生的子1代個體再與其隱性 或雙隱性 親本的交配方式,用以測驗子代個體基因型的1種回交自交是相同基因型交配,通過字面理解,就是自己與自己交配 奶油軟嘟嘟 汗.自交是同一基因型個體進行交配.如aa aa...

場效電晶體怎麼測量好壞,場效電晶體的好壞如何測量?

1.結型場效管的判別。將萬用表置於rxlk檔,用黑表筆接觸假定為柵極g管腳,然後用紅表筆分別接觸另兩個管腳。若阻值均比較小 約5 10歐 再將紅 黑表筆交換測量一次。如阻值均很大,屬n溝道管,且黑表接觸的管腳為柵極g,說明原先的假定是正確的。同樣也可以判別出p溝道的結型場效電晶體。2.金屬氧化物場效...