亥姆赫兹线圈实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划亥姆赫兹线圈实验报告　　一．实验项目名称　　亥姆霍兹线圈磁场二．实验目的　　1.掌握霍尔效应原理测量磁场。　　2.测量单匝载流圆线圈和亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布。三．实验原理　　1.载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的的磁场载流圆线圈磁场　　根据比奥-萨伐尔定律，载流圆线圈在轴线上某点磁场强度B为　　B=　　μ0N0IR　　2(R2+x)　　322　　式中μ0=4π?10-7H为真空磁导率，R为线圈的平均半径,N0为线圈的匝数,I为通过线圈的电流,x为轴线上某点

2、到圆心O的距离。因此它在轴线上磁场分布如图25-1所示.　　X　　图25-1　　亥姆霍兹线圈目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　所谓亥姆霍兹线圈是两个相同的圆线圈，彼此平行且共轴，通以同方向电流I,理论计算证明:当线圈见距a等于线圈半径时,两线圈合磁场在轴线上附近较大范围内是均匀的，如图25-2所示，这种均匀磁场在工程运用和科学实验中应用十分广泛。　　图25-2

3、　　2.霍尔效应法测磁场霍尔效应法测量原理　　将通有电流I的导体置于磁场中，且在垂直于电流I与磁场B方向上将产生一个附加电势差，这现象是霍尔1879年首次发现，故称霍尔效应。电势差UH等于霍尔电压。　　n型半导体，若导体内电流I沿x轴方向流动(有速度为v运动的电子），此时在z轴方向加上强度为B的磁场后,运动着的电子受洛伦兹力FB的作用而偏移、聚集在S平面；同时随着电子向S平面偏移和聚集，在p平面出现等量的正电荷，结果S、P平面之间出现一个电场EH。　　这个电场反过来阻止电子继续向S平面偏移。当电子受到的洛伦磁力和霍尔电场的反作用力达到平衡时，就不能向S面偏移。在此

4、时S、P平面间形成一个稳定的电压UH。霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压　　设材料的长度为l,宽度为b,厚度为d，载流子浓度为n，载流子速度为v，它们与通过材料的电流I有如下关系I=nevbd　　霍尔电压UH=ned=RHIBd=KHIB目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　式中霍尔系数RH=ne，单位为m3;霍尔灵敏度KH=RH，单位为mVmA.由此可见，当I为常量

5、时，有UH=KHIB=k0B,通过测量霍尔电压UH可以计算出未知磁场强度B。　　本实验使用霍尔效应法测量磁场，并且本实验使用的仪器用集成霍尔元，已经与显示模块联调，直接显示磁场强度。四．实验仪器　　4501A型亥姆霍兹线圈磁场实验仪五．实验内容及步骤　　1.测量圆电流线圈轴线上磁场的分布　　仪器使用前，请先开机预热五分钟接好电路，调零。调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为I＝200mA，以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔测量一个　　Bm　　测量过程中注意保持励磁电流值不变，记录数据并作出磁场　　分布曲线图。　　2.测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布　　关掉电源

6、，把磁场实验仪的两组线圈串联起来，接到磁场测量仪的输出端钮，调零。　　调节磁场测量仪的输出功率，使励磁电流有效值仍为I=200mA。以两个线圈轴线的中心点为坐标原点，每个测量一个Bm值，记录数据并做出磁场分布曲线图。　　六．数据记录及处理1.双线圈磁场分布目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　横坐标：位置X/mm纵坐标：磁场大小的测量值Bm/mT2.单线圈磁场分布

7、式可以计算出Bm.　　εm2=UmNSωNSω　　2探测线圈的技术指标　　试验中探测线圈的长度L和D有L=2/3D的关系，线圈内径为d,D=,N=800匝，线圈在磁场中的有效面积经过理论计算为　　S213D108　　三．实验仪器　　磁场测试仪、亥姆霍兹线圈架、亥姆霍兹磁场实验控制箱　　四．实验内容及步骤　　1.测量圆电流线圈轴上磁场的分布　　仪器使用前，请先开机预热5min接好电路，调零；　　关掉电源，把磁场试验仪的两组线圈串联起来，接到磁场测试仪的输出端钮，调零；　　调节磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值仍为I=200mA。以两个圆线圈轴线上的中心为坐标原点

8、，每隔测一