尔效应的应用与设想
霍尔效应的应用与设想
引言在外磁场中的载流导体会在与电流和外磁场垂直的方向上出现电荷分离而产生电势差，这种现象称为霍尔效应。霍尔效应是一个非常有趣且实用的电磁学现象。它究竞有何用途？利用它的原理又能解决哪些现实问题？下面我将就这一问题进行说明
引言 在外磁场中的载流导体会在与电流和外磁场垂直的方 向上出现电荷分离而产生电势差，这种现象称为霍尔 效应。 霍尔效应是一个非常有趣且实用的电磁学现象。它究 竟有何用途？利用它的原理又能解决哪些现实问题？ 下面我将就这一问题进行说明
霍尔效应的应用测量载流子浓度测量磁场强度测量地磁场电信号转换及运算设计磁流体发电机测量电流强度测量微小位移
霍尔效应的应用 测量载流子浓度 测量磁场强度 测量地磁场 电信号转换及运算 设计磁流体发电机 测量电流强度 测量微小位移
电流的测量大的电流安培表不易测量，然而，却可以用霍尔效应测出：在被测导线外套上一个带有缺口（缺口宽为x）的标准圆环铁心，将霍尔片插入缺口中。因铁心中的磁感应强度B与导线中的电流I成正比，设圆环与导线共心，圆环半径远大于导线直径uol由安培环路定理：B2元r+(u-1)x设导体中通电流I，有HoTIIBU=kEkd[2r +(μu-1)x]dk为霍尔系数
电流的测量 大的电流安培表不易测量，然而，却可以用霍尔效应测出： 在被测导线外套上一个带有缺口(缺口宽为x)的标准圆环铁心，将霍尔 片插入缺口中。因铁心中的磁感应强度B与导线中的电流I′成正比，设圆 环与导线共心，圆环半径r远大于导线直径， 由安培环路定理： 设导体中通电流I，有： k为霍尔系数 r x d I I k d IB U k [2 ( 1) ] ' 0 + − = =
只要测出电压U，且k,μo,Ir,d均已知，即可求得导线中的电流[2元r+(μ-1)x)Udkjlol其实这里可以运用我们做过的三级实验中的电子传感、输出设备，直接输出U，这样能更方便一些（注：为精确测量，应使用半导体材料制成的灵IB敏度高的霍尔元件代替导体，对于半导体，U=kd仍成立，只不过要计及量子效应
只要测出电压U，且k, ,I,r,d均已知，即可求得导 线中的电流 其实这里可以运用我们做过的三级实验中的电子 传感、输出设备，直接输出U，这样能更方便一些 。 （注：为精确测量，应使用半导体材料制成的灵 敏度高的霍尔元件代替导体，对于半导体， 仍成立，只不过k要计及量子效应。） 0 k I r x Ud I 0 ' [2 ( 1) ) + − = d IB U = k