文档介绍：实验8霍尔元件测磁场
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。金属材 料的霍尔效应太弱而未得到实际应用。随着半导体材料和制造工艺的发展，人们 利用半导体材料制成霍尔元件，由于它的霍尔效应显著而得到使用和发展，广泛 用于度不相同，它 们所受的洛伦兹力不同，因此偏转程度不同。由于不同速度的电子具有不同的能 量，故会在霍尔元件的短方向，即图4-8-1的Y方向形成温度梯度，而且在电压 引线处，引线材料和霍尔元件材料不同，从而产生温差电动势七。这一电动势 与电流I和磁感应强度B的方向均有关。
能斯脱效应。由于两个电流引线焊接点处的电阻不同，通电后则发热程 度不同，在两端点间形成温度差，从而产生热扩散电流。在磁场的作用下，沿霍 尔元件的宽度方向，同样形成一个电压U,。这一效应称能斯脱效应。电压U,与 磁感应强度方向有关，而与电流方向无关。
里记一勒杜克效应。考虑热扩散电流的载流子的速度不同，类似厄廷豪 森效应，由此也会在霍尔元件宽度方向上形成电位差气。它也只与B的方向有 关。
(4)不等位电位差。如图4-8-3所示，当霍 尔元件通电时，由于霍尔元件存在电阴，沿电 流方向形成电位降。又由于材料本身的不均匀 或电压引线焊接的不对称，即使无磁场存在， 电引线间也会存在一定电位差U0，此电位差称 做不等位电位差。显然，它的方向只与电流方 向有关。
霍尔电压的测量方法
要测磁感强度B，必须测出霍尔电压Uh，但由
于各种负效应的伴随产生和不等位电位差的存在，
实测电压U不仅包括霍尔电压uh ,还包括气、U、U和 IJ,艮"
U = Uh + U + Up + u + u 0
由于这些附加电压的正、负与电流I或磁感应强度B的方向有关，因此使我 们有可能不改变I和B的大小，而只改变其方向来消除这些附加电压的影响。具 体方法是：
设+ B、
+1时测得
U
1
=U
H
+ J+ Up
+ U + U 0
+B、
-1时测得
U
2
=-U
-U + U
Ht
p + U - U 0
-B、
-1时测得
U
3
=U
H
+ U - U tp
-U - U s 0
-B、
+1时测得
U
4
=-U
-U - U
Ht
p - U + U 0
由上面4式得 U1 -U + U -U =4七 + J )
1 - - - _ _
所以 uh = ^(U1-U + u -u)- J
由上式可见，霍尔电压uh只含有厄廷豪森效应J的影响。考虑到J很小可忽略
1
不计。因此 uh = -(U1-U + u -u )4
电导率的测量
b可以通过样品图4-8-5所示的A、C (或A> C')电极进行测量，设A、 C间距为l，样品横截面积为S = b• d，流经样品的电流为I，在零磁场下，若 没得A、C间的电位差为Ub (即UC )，则可以由下式求得b
Il
b =
Ub S
【内容和要求】
实验仪
1） 电磁铁。，磁铁线包的引线有星标者为头（见实 验仪上所示），线包绕向为顺时针（操作者面对实验仪），根据线包绕向及励磁电 流Im流向，可确定磁感应强度B的方向，而B的大小与Im的关系由厂家给定并 标明在线包上。
2） 样