集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场实验报告.docx

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1、集成霍尔传感器测量圆线圈和亥姆霍兹线圈的磁场实验首先看一个通电圆圈的磁场分布。根据毕奥-萨伐尔定律，通过积分 运算得到；在过圆心而且垂直于线圈平面的轴线上，距离圆心X处，磁场 大小为B=u*R2*I/2R2+X2 3/2,其中I为电流大小，R为圆圈半径,u 为一个常数。亥姆霍兹线圈是两个彼此平行且连通的共轴圆形线圈，他的 磁场分布是两个通电圆圈磁场的叠加。半径和两个圆圈的距离不同，叠加 的结果也不同。两个线圈之外是逐渐减弱的，但是两个线圈之间可能是中 间最弱，也可以是中间最强，还可以是匀强磁场。如果写实验报告可以如下写：实验原理.载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场(1)载流圆线圈磁场一半径为R,通

2、以电流I的圆线圈，轴线上磁场的公式为(1-1)(2)亥姆霍兹线圈1 .霍尔效应法测磁场(1)霍尔效应法测量原理将通有电流I的导体置于磁场中，则在垂直于电流I和磁场B方向上 将产生一个附加电位差，这一现象是霍尔于1879年首先发现，故称霍尔 效应。电位差称为霍尔电压。(2)霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压设材料的长度为1,宽为b,厚为d,载流子浓度为n,载流子速度v, 则与通过材料的电流I有如下关系：I二nevbd霍尔电压 UH=IB/ned=RHIB/d=KHIB式中霍尔系数RH=1/ne,单位为n)3/c；霍尔灵敏度KH二RH/d,单位为 mV/mA由此可见，使I为常数时，有UH二KHIB二k

3、OB,通过测量霍尔电压UH, 就可计算出未知磁场强度B。本实验使用的仪器用集成霍尔元件，已经与显示模块联调，直接显示 磁场强度。实验仪器亥姆霍兹实验仪由二部分组成。它们分别为励磁线圈架部分磁场测量 仪器部分亥姆霍兹线圈架：二个励磁线圈：线圈有效半径105mm线圈匝数500匝二线圈中心间距105mm测量磁场传感器：4501A使用霍尔元件测量磁场。移动装置：横向可移动距离150mm,纵向可移动距离50nlm距离分辨力0. 5mm实验内容1 .测量圆电流线圈轴线上磁场的分布接好电路。调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为1 = 200mA,以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10. 0 mm测一个Umax值，测 量过程中注意保持励磁电流值不变，记录数据并作出磁场分布曲线图。2 .测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布把磁场实验仪的两组线圈串联起来（注意极性不要接反），接到磁场 测试仪的输出端钮。调节磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值仍为 I = 200mAo以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10. Omm测一 个Umax值。记录数据并作出磁场分布曲线图。