Метод постійного струму і постійного магнітного поля.

Даний метод дослідження ЕРС Холла на даний час є дуже простим і найбільш поширеним. Схема вимірювання ЕРС Холла за цим методом показана на наступній схемі (рис. 3):

Рис.3. Схема вимірювання ЕРС Холла [1]

Від джерела постійної напруги «ДН» через зразок прямокутної форми пропускають постійний струм. Зразок поміщають між полюсами магніту або електромагніту, який створює в робочій області магнітну індукцію певної величини. Зміну магнітної індукції в робочій області магніту здійснюють, міняючи відстань між полюсами магніту. У випадку електромагніту величину індукції змінюють, змінюючи струм котушок.

Щоб виключити вплив контактних опорів на результати вимірів, необхідно використати компенсаційний метод вимірювання ЕРС Холла або застосовувати електронні вольтметри із високим вхідним опором.

При вимірюванні ЕРС Холла різниця потенціалів між контактами складається з багатьох складових, чотири з яких є найважливішими: ЕРС Холла , термо ЕРС поперечного термогальваномагнітного ефекту ,ЕРС термогальванічного ефекту , і термо ЕРС термомагнітного ефекту .

Існує ще одна складова, яка впливає на вимірюючу різницю потенціалів,– напруга , яка виникає за рахунок неточного положення холлівських контактів. В загальному випадку різниця потенціалів на контактах рівна сумі п'яти вище вказаних складових. Систему рівнянь для різниці потенціалів, враховуючи всі можливі напрямки струму і магнітного поля, можна записати наступним чином:

а) ; (10) б) ; (11)

в) ; (12) г) . (13)

Необхідність виконання чотирьох вимірів, яке потребує доволі тривалого часу, є основним недоліком даного ефекту.

Для того, щоб через високоомний зразок пропустити необхідний струм, збільшують прикладену до зразка напругу, що в свою чергу збільшує різницю потенціалів . Якщо ця різниця потенціалів значно перевищує ЕРС Холла, тоді точність вимірювання може зменшитись настільки, що зробить неможливим її вимірювання. Тому намагаються не тільки зменшувати нееквіпотенціальність контактів за рахунок їх точної установки один біля одного, але і здійснити їх електричне балансування.

Рис.4 Схеми усунення нееквіпотенціальності холлівських контактів[1]

Нееквіпотенціальність холлівських контактів можна усунути за допомогою трьохзондової схеми вимірювання (рис.4а). Якщо потенціал зонду 1 менший за потенціал зонду 3, але більший за потенціал зонду 2, то на потенціонометрі можна знайти точку, потенціал якої рівний потенціалу зонду 1. Трьохзондову схему використовують при вимірюванні ЕРС Холла на низькоомних зразках.

На рис.4б представлена мостова схема вимірювання холлівської різниці потенціалів. Частинки зразка зліва і справа від зонду 1 разом із резисторами створюють плече мосту. ЕРС Холла вимірюють між зондом 1 і точкою 2. Потенціал точки 2 можна зробити рівним потенціалу зонду 1 регулюючи опори . До недоліків даної схеми відноситься зменшення чутливості за рахунок вимірювання половини ЕРС Холла.

Схему, наведену на рис.4в,називають схемою зміщення еквіпотенціалів. Як видно із рисунку, один із струмових контактів представляє собою, по суті, два окремих контакти.

За допомогою потенціометра можна змінювати протікаючі через ці контакти струми і таким чином впливати на розподіл електричного поля вздовж зразка, добиваючись усунення впливу нееквіпотенціальності контактів.

Схема із окремим джерелом компенсації, зображена на рис.4г , дозволяє усунути нееквіпотенціальність контактів за рахунок компенсації . В даній схемі опір можна вибрати невеликим, щоби не зменшувати чутливості вимірювальної схеми.