霍爾效應(yīng)與磁路定理的應(yīng)用課件

霍爾效應(yīng)與磁路定理的應(yīng)用

報(bào)告人:材料科學(xué)與工程系(14系)

xx

指導(dǎo)老師:xx1感謝你的觀看2019年5月24霍爾效應(yīng)與磁路定理的應(yīng)用報(bào)告人:材料科設(shè)想的產(chǎn)生這個(gè)設(shè)想是由一個(gè)有關(guān)磁路定理的例題而產(chǎn)生。在這個(gè)例題中，我們可以利用磁路定理求得空隙寬度與其間磁場(chǎng)強(qiáng)度B的關(guān)系。于是想到當(dāng)鐵芯發(fā)生微小位移，B也發(fā)生變化。這樣可以測(cè)出B，來(lái)求得發(fā)生的位移量。2感謝你的觀看2019年5月24設(shè)想的產(chǎn)生這個(gè)設(shè)想是由一個(gè)有關(guān)磁路定理的例題而產(chǎn)生。在這個(gè)例大綱應(yīng)用到的理論原理圖的設(shè)計(jì)公式的推導(dǎo)刻度盤(pán)的改裝應(yīng)用實(shí)例霍爾效應(yīng)副效應(yīng)的消除第二設(shè)想3感謝你的觀看2019年5月24大綱應(yīng)用到的理論3感謝你的觀看2019年5月24應(yīng)用到的理論霍爾效應(yīng)：在外磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體會(huì)在與電流和外磁場(chǎng)垂直的方向上出現(xiàn)電荷分離而產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。磁路定理：閉合磁路的磁動(dòng)勢(shì)等于各磁路上磁位降落之和返回4感謝你的觀看2019年5月24應(yīng)用到的理論霍爾效應(yīng)：在外磁場(chǎng)中的載流導(dǎo)體會(huì)在與電流和外磁場(chǎng)右圖是裝置的基本構(gòu)造。由兩部分組成：帶孔隙環(huán)形電磁鐵和霍爾元件原理圖5感謝你的觀看2019年5月24右圖是裝置的基本構(gòu)造。由兩部分組成：帶孔隙環(huán)形電磁鐵和霍爾元環(huán)形電磁鐵：鐵芯b固定，鐵芯a可自由水平滑動(dòng)，當(dāng)a發(fā)生微小偏移時(shí)，空隙間磁場(chǎng)改變。6感謝你的觀看2019年5月24環(huán)形電磁鐵：鐵芯b固定，鐵芯a可自由水平滑動(dòng)，當(dāng)a發(fā)生微小偏霍爾元件原理圖：導(dǎo)體薄片沿磁場(chǎng)B方向的厚度為d，K為霍爾系數(shù)，圖中兩表的示數(shù)分別為U、I，則：★返回7感謝你的觀看2019年5月24霍爾元件原理圖：★返回7感謝你的觀看2019年5月24a、b不發(fā)生偏移時(shí)，由磁路定理，有

公式推導(dǎo)8感謝你的觀看2019年5月24a、b不發(fā)生偏移時(shí)，這時(shí)，式變?yōu)楫?dāng)由于a受力而靠近b，設(shè)a發(fā)生微小位移

則：間隙變?yōu)?，a與b總的有效長(zhǎng)度變?yōu)?感謝你的觀看2019年5月24這時(shí)，式在這里，我們可以利用霍爾元件測(cè)得空隙間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，假設(shè)電壓表、電流表的示數(shù)分別為U、I，霍爾系數(shù)為K，則再令在前面我們已求得：在這里，我們可以利用霍爾元件測(cè)得空隙間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，假設(shè)電壓表、電流表的示數(shù)分別為U、I，霍爾系數(shù)為K，則10感謝你的觀看2019年5月24在這里，我們可以利用霍爾元件測(cè)得空隙間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，假設(shè)電經(jīng)過(guò)上面的討論，我們得到了關(guān)系式我們可以保證k、h在測(cè)量過(guò)程保持不變，所以，我們可以通過(guò)測(cè)I、U，來(lái)求得位移x.★返回11感謝你的觀看2019年5月24經(jīng)過(guò)上面的討論，我們得到了關(guān)系式返回11感謝你的觀看2019刻度盤(pán)霍爾元件對(duì)刻度盤(pán)進(jìn)行改裝當(dāng)時(shí)，

當(dāng)時(shí)，返回12感謝你的觀看2019年5月24刻度盤(pán)霍爾元件對(duì)刻度盤(pán)進(jìn)行改裝當(dāng)時(shí)，返應(yīng)用實(shí)例1、測(cè)量質(zhì)量：裝置如圖：設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k(彈簧很靈敏，即k很小)假設(shè)托盤(pán)上放有待測(cè)物A（質(zhì)量設(shè)為m），與托盤(pán)相連的鐵芯向下移動(dòng)后達(dá)到平衡，則：由平衡條件，所以，

（x的值可在刻度盤(pán)上讀得）13感謝你的觀看2019年5月24應(yīng)用實(shí)例1、測(cè)量質(zhì)量：13感謝你的觀看2019年5月242、測(cè)量角速度：（裝置如圖）設(shè)彈簧勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為。當(dāng)體系繞軸以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與彈簧相連的鐵芯(可自由活動(dòng)）發(fā)生離心位移，且達(dá)到平衡。則：由平衡條件，得：（x的值可在刻度盤(pán)上讀得）14感謝你的觀看2019年5月242、測(cè)量角速度：（裝置如圖）14感謝你的觀看2019年5月2說(shuō)明：我們可以通過(guò)裝上不同勁度系數(shù)的彈簧來(lái)改變儀器的靈敏度，即：當(dāng)k足夠大時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)較大量的測(cè)量；k很小時(shí)，可以測(cè)量微小量。返回15感謝你的觀看2019年5月24說(shuō)明：返回15感謝你的觀看2019年5月24霍爾元件副效應(yīng)的影響在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，還會(huì)伴隨一些熱磁副效應(yīng)，它使所測(cè)得的電壓不只是UH，還會(huì)附加另外一些電壓，給測(cè)量帶來(lái)誤差。這些熱磁效應(yīng)有埃廷斯豪森效應(yīng)、能斯特效應(yīng)、里吉-勒迪克效應(yīng)。消除這些副效應(yīng)的影響的具體方法可參考文獻(xiàn)由呂斯驊、段家恃主編《新編基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》中的實(shí)驗(yàn)二十霍爾效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)。返回16感謝你的觀看2019年5月24霍爾元件副效應(yīng)的影響在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，還會(huì)伴隨一些熱磁副效應(yīng)另一設(shè)想設(shè)想利用電容器來(lái)代替霍爾元件，原理圖如下1、在空隙上下方各加上一個(gè)平行電容板，構(gòu)成一個(gè)電容器（保證電場(chǎng)與磁場(chǎng)垂直），電容器上的電壓可調(diào)，間距為d。2、利用速度選擇器可以限定只有速度為v的粒子能進(jìn)入空隙。3、再通過(guò)調(diào)節(jié)電容器的電壓使熒光屏上只出現(xiàn)一個(gè)處于原點(diǎn)的亮斑，記下電壓U則可得：17感謝你的觀看2019年5月24另一設(shè)想設(shè)想利用電容器來(lái)代替霍爾元件，原理圖如下1、在空隙上兩種方法的優(yōu)劣：霍爾元件測(cè)場(chǎng)強(qiáng)電容器測(cè)場(chǎng)強(qiáng)劣勢(shì)空隙必須很小，而霍爾元件本身的厚度會(huì)影響測(cè)量精度及測(cè)量范圍構(gòu)造較復(fù)雜需要精確調(diào)節(jié)的儀器較多，不便于操作優(yōu)勢(shì)易于操作不受空隙大小影響，可保證精確度18感謝你的觀看2019年5月24兩種方法的優(yōu)劣：霍爾元件測(cè)場(chǎng)強(qiáng)電容器測(cè)場(chǎng)強(qiáng)劣勢(shì)空隙必須很小，參考文獻(xiàn)：①、張玉民、戚伯云編《電磁學(xué)》②、呂斯驊、段家恃主編《新編