Способ определения коэффициента Холла
Напряжение Холла, согласно формуле (8.1), линейно зависит от магнитной индукции В и от тока I, протекающего в датчике. Установка позволяет получить зависимость U(В) и по угловому коэффициенту экспериментальной прямой определить постоянную Холла R.
Величина индукции В магнитного поля в зазоре электромагнита зависит от силы тока IЭМ в его обмотке, числа витков N и от величины зазора h:
 . | (8.10) |
Для корректного измерения напряжения Холла нужно учесть, что при проведении эксперимента в пластинке имеется не только поле Холла Еу (рис. 8.2)., но и электрическое поле Ех, обеспечивающее протекание тока I в датчике. Это продольное поле создаёт разность потенциалов между точками, расположенными на разных расстояниях от начала пластины. Если контакты, с которых снимается напряжение Холла, смещены относительно эквипотенциальной поверхности, которая перпендикулярна полю Ех, то и без магнитного поля между ними будет разность потенциалов
 , | (8.11) |
где Dх – расстояние между контактами по координате х (рис. 8.2).
Измеряемая разность потенциалов jА – jВ будет равна алгебраической сумме напряжений U + 
и может быть как меньше (при разных знаках), так и больше напряжения Холла. Для исключения этой систематической ошибки нужно измерять поперечную разность потенциалов U1 = U + и U2 = U – при двух противоположных направлениях магнитного поля и затем находить среднее значение
 . | (8.12) |
Практически для реализации этого приёма изменяют направление тока в обмотке электромагнита. Как следует из рис. 8.2, при этом изменяется и полярность напряжения Холла. Для получения правильного результата напряжения U1 и U2 в формуле (8.12) нужно брать без учёта знака.
Выполнение работы
1. Схема установки состоит из двух самостоятельных схем: первая – питание электромагнита (рис. 8.3а, 8.4а), вторая – питание датчика Холла (8.3б, 8.4б). Соберите схему электромагнита. Для этого на наборном поле в левом верхнем углу установите миниблок «Ключ» на отведённое для него место, его выходы 3 и 4 проводами соедините с выводами электромагнита L1 на модуле «Магнитостатика». Вход (контакт 2) соедините с «–» стрелочного амперметра, «+» амперметра – с «+» источника питания 1,2…12 В.
2. Установите миниблок «Датчик Холла» на место «Магнетрона» соблюдая нумерацию контактов. Подайте питание на входы 1–2 от источника 3 В, а к выходу 3–4 подключите мультиметр в режиме 200 мВ.
3. Щуп с датчиком Холла установите в прорезь электромагнита до упора на щупе датчика.
4. Регулятор питания электромагнита установите в крайнее левое напряжение (минимум напряжения).
5. После проверки схемы включите модуль питания, мультиметр.
6. 
Регулятором выходного напряжения 12 В установите ток в электромагните 0,12 А, замерьте при этом токе напряжение датчика Холла U1. Тумблером миниблока «Ключ» поменяйте направление тока в электромагните и замерьте U2. Полученные данные запишите в табл. 8.1.
Таблица 8.1
| № п/п | IЭМ, А | U1, мВ | U2, мВ | U, В | B, Тл | Параметры установки |
| 0,12 | N = h = d = I = | |||||
| 0,14 | ||||||
| … | … | |||||
| 0,34 |
7. Продолжайте эти измерения, увеличивая ток в электромагните с шагом 0,02 А. Измерения проводите до 0,34 А, результаты заносите в табл. 8.1.
8. В графу «Параметры установки» запишите указанные на корпусе миниблока данные электромагнита: число витков обмотки электромагнита (N), ширину зазора (h) и данные датчика Холла: ток I и толщину d пластинки полупроводника.