Описание экспериментальной установки

Приборы, входящие в токовую цель датчика ЭДС Холла (рис. 9.4) и в цепь электромагнита (рис. 9.5), смон­тированы в один блок, который питается от сети перемен­ного напряжения 220 В. Схема, в которую включается датчик Холла, представлена на рис. 9.4.

Рис. 9.4 Рис. 9.5

Она состоит из двух цепей: токовой цепи АВ образца и цепи CD холловских электродов. В цепь CD включен потенциометр постоянного тока ПП, измеряющий ЭДС Холла. Так как концы холловских электродов при припайке к образцу трудно располо­жить на эквипотенциальном сечении образца, то при отсут­ствии магнитного поля наблюдается некоторая разность потенциалов, которая может быть того же порядка, что и ЭДС Холла. Для компенсации этой разности потенциалов в схему вводится специальное компенсационное устройство – магазин сопротивлений R2. В токовую цепь датчика ЭДС Холла включены: реостат R1, миллиамперметр А1, ключ К1, источник постоянного тока Э1.

Германиевый датчик (пластинка из n-германия) смонти­рован в корпусе из органического стекла, токовые и холловские электроды его имеют выводы на клеммы. Датчик поме­щен в зазоре электромагнита. Цепь электромагнита состоит из источника постоянного напряжения Э2, реостата R3 и ам­перметра А2 (рис. 9.5). Катушки электромагнита I и II соединены последовательно.

Значения магнитной индукции В в зазоре между полю­сами электромагнита, в зависимости от силы тока I_э через обмотку электромагнита, измерены и приведены в табл. 9.1.

Таблица 9.1

Iэ , А	B, Тл	Iэ , А	B, Тл	Iэ , А	B, Тл	Iэ , А	B, Тл
0,2	0,128	0,6	0,254	1,0	0,288	1,4	0,305
0,4	0,215	0,8	0,275	1,2	0,297	1,6	0,313

В работе используется переносной потенциометр посто­янного тока, предназначенный для измерения компенсаци­онным методом малых электродвижущих сил.

Конкретные задачи

1. Исследовать зависимость U_н от силы тока I при В = const.

2. Исследовать зависимость U_н от B при I = const.

3. Определить постоянную Холла.

4. Определить концентрацию и подвижность носителей тока в пластинке n-германия.

Порядок выполнения работы

1. Подготовить потенциометр постоянного тока к работе, как указано на рабочем месте.

2. Реостаты R1 и R3 установить в среднее положение во избежание прохождения токов, превышающих допусти­мые, через датчик и обмотку электромагнита.

3. Замкнуть ключ Kl в цепи датчика Холла и установить реостатом RI силу тока в цепи I = 3 мА.

4. Переведя переключатель потенциометра в положение «И», добиться установки стрелки нуль-гальванометра на нуль подбором сопротивления магазина R₂. (Этим достигается компенсация разности потенциалов между холловскими электродами в отсутствии магнитного поля.)

5. Замкнуть цепь электромагнита ключом К2 и установить силу тока в этой цепи I_э= 0,4 А.

6. Измерить разность потенциалов Холла U_н с помощью потенциометра.

7. Произвести измерения разности потенциалов U_н при различных значениях силы тока I: от 3 до 9 мА, через 1мА при постоянной силе тока I_э= 0,4 А в цепи электромагнита. Результаты занести в табл. 9.2.

8. При постоянном значении силы тока в цепи датчика Холла I= 3 мА произвести измерения U_н , изменяя силу тока в цепи электромагнита I_э от 0,4 до 1,0 А через 0,1 А. Результаты занести в табл. 9.3.

9. По окончании всех измерений выключить установку.

I_э= 0,4 А Таблица 9.2

I, мА	Uн, мВ	Rн, м3/Кл
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0

I= 3 мА Таблица 9.3

Iэ	B, Тл	Uн, мВ	Rн, м3/Кл
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0