Описание экспериментальной установки

Блок-схема экспериментальной установки представлена на рис. 2. Исследуемая пластинка 1 (холловский датчик) изготовлена из полупроводникового материала - германия (Ge) с примесью сурьмы, придающей германию примесную проводимость. К пла­стинке подпаяны токовые I - I и холловские х - х электроды. Раз­меры пластинки указывает преподаватель.

Ток в образце измеряют миллиамперметром 2, напряжение - вольтметром - 3, учитывая цену деления шкалы приборов. Регу­лируется ток поворотом рукоятки переменного резистора 4. на­правление тока в образце изменяют коммутатором 5 – шести по­люсным тумблером. Ток в цепь образца поступает от низко­вольтного выпрямителя 6. Магнитное поле в зазоре электромагнита создается вы­прямленным током лабораторного автотрансформатора ЛАТР. Силу тока регулируют рукояткой автотрансформатора и измеря­ют амперметром 7. В цепи электромагнита установлен выключа­тель 8, коммутатор тока из двух отдельных тумблеров 9, рукоятки которых должны быть в одинаковых положениях. При коммутации тока меняется направление магнитного поля в зазоре электромагнита 10. Индукцию магнитного поля определяют по силе тока с помощью градуировочного соотношения B = ki, где Тл/А.

Для измерения ЭДС Холла, величина которой в настоящей работе со­ставляет 20 60 мВ, используется цифровой вольтметр, его настрой­ку при выполнении работы осуществляет преподаватель.

Проведение измерений и обработка результатов

1. Ознакомившись с установкой, подготавливают таблицу ре­зультатов, содержащую величины d, h, l, U, I, i, B, E_x, R, n₀, , μ пo форме:

Наименование величины	Обозначение	Единица измерения	Числовое значение
Сила тока		А	5,2 10-3

и т.д. Все данные в таблицу записываются в единицах СИ.

2. Включив установку в сеть, предварительно не включая элек­тромагнит, устанавливают силу тока I в образце и записывают значения I и U в таблицу.

3. Включают электромагнит, создают в нем ток i = 0,2…0,7А и измеряют E_x. Чтобы исключить влияние неточности припайки холловских электродов, проводят четыре измерения при различ­ных комбинациях взаимно перпендикулярных токов в образце и магнитного поля - и берут среднее значение E_x. Изменение направлений тока в образце и поля в электромаг­ните производят переключателями 5 и 9.

4. Составляют расчетные формулы для R, n₀, , μ проверяют со­гласование наименований.

5. Проводят числовые расчеты и записывают окончательные ре­зультаты.

Содержание отчета

1. Название работы.

2. Цель работы (техническое задание).

3. Теоретические сведения об эффекте Холла.

4. Схема установки со спецификацией.

5. Таблица результатов измерения и расчетов.

Техника безопасности

1. Установка питается от сетевого напряжения 220 В.

2. Не следует долго держать включенным электромагнит, чтобы его обмотка не перегрелась.

3. Не следует трогать ручки настройки цифрового вольтметра.

На­стройка требует несколько операций и ее проводит преподаватель.