« آزمایش تحقیق اثر هال »

« آزمایش تحقیق اثر هال »

شرح آزمایش :

وسایل آزمایش : دستگاه اثر هال با مس و تنگستن ، سیم پیچ با هسته آهنی برای ساختن میدان مغناطیسی ، ترانسفور ماتور کاهنده با خروجی متغیر ، منبع تغذیه جریان ، میکرو- ولت متر .

آزمایش اول – تنگستن :

ابتدا مداری بستیم که شامل سیم پیچی بود که برای تولید میدان مغناطیسی آن را در اطراف رسانای مورد نظر که در این آزمایش تنگستن است قرار داده و آن را به منبع تغذیه جریان وصل کردیم و دو سر رسانای مورد آزمایش را به منبع تغذیه جریان وصل کرده و سپس آن را به میکرو ولت متر وصل کردیم تا ولتاژ هال را نمایش دهد. ابتدا جریان عبوری از سیم پیچ را 4 آمپر انتخاب کرده و آن را ثابت نگه داشتیم که با این کار میدان مغناطیسی مؤثر بر رسانا را ثابت نگه داشتیم و با تغییر جریان عبوری از رسانا از 0 تا 5 آمپر در هر مرحله به اندازه 5/0 آمپر ، در هر مرحله ولتاژ هال را یادداشت کردیم . سپس جریان عبوری از رسانا را 5 آمپر اختیار کرده و در این مرحله جریان عبوری از سیم پیچ را در بازه 5/0 آمپر تا 5 آمپر تغییر داده که با این کار میدان مغناطیسی مؤثر بر رسانا را تغییر دادیم و در هر مرحله ولتاژ هال را یادداشت کردیم .

آزمایش دوم – مس :

در این مرحله به جای رسانای تنگستن ، مس قرار دادیم و سپس با اختیار کردن جریان سیم پیچ به اندازه 3 و 4 آمپر در هر مرحله جریان عبوری از رسانا را از 0 تا 5 آمپر در بازه های 5/0 آمپری تغییر داده و ولتاژ هال را یادداشت کردیم .

محاسبات آزمایش :

توجه :  را بطه محاسبه ولتاژ هال بصورت زیر می باشد :

که در آن   ثابت هال نام دارد که آن را با RH نشان می دهند . I جریان عبوری از رسانا ، B میدان مغناطیسی و t ضخامت رسانا است و برابر با 2/0 میلی متر می باشد . پس برای محاسبه ثابت هال از رابطه زیر استفاده می کنیم :

جدول میدان مغناطیسی :

IB(A)	B(T)
0	0
0.5	0.118
1	0.2
1.5	0.295
2	0.374
2.5	0.455
3	0.52
3.5	0.585
4	0.63
4.5	0.665
5	0.695

آزمایش اول – رسانای تنگستن :

الف – از روی جدول مربوط به میدان مغناطیسی داریم :

		UH(10 ^ -4 volt)(w)	RH(vm/TA)
0	5	0	-----------------
0.5	5	0.07	0.000253968
1	5	0.13	0.000263492
1.5	5	0.18	0.000253968
2	5	0.22	0.000265079
2.5	5	0.29	0.000260317
3	5	0.33	0.000255026
3.5	5	0.4	0.000256689
4	5	0.43	0.000256349
4.5	5	0.46	0.000255379
5	5	0.51	0.000252063

نمودار ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از رسانا :

ب –

		UH(10 ^ -5 volt)(w)	RH(vm/AT)*10-3
0	5	0	---------------------------
0.5	5	0.07	0.023728814
1	5	0.13	0.026
1.5	5	0.18	0.02440678
2	5	0.22	0.023529412
2.5	5	0.29	0.025494505
3	5	0.33	0.025384615
3.5	5	0.4	0.027350427
4	5	0.43	0.027301587
4.5	5	0.46	0.027669173
5	5	0.51	0.029352518

نمودار های ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از سیم پیچ و میدان مغناطیسی ناشی از آن:

آزمایش دوم – رسانای مس :

الف - از روی جدول مربوط به میدان مغناطیسی داریم :

		UH(10 ^ -4 volt)(cupper)	RH(vm/AT)*10-3
3	0	0	--------------------
3	0.5	0.11	0.084615
3	1	0.25	0.096154
3	1.5	0.38	0.097436
3	2	0.49	0.094231
3	2.5	0.62	0.095385
3	3	0.74	0.094872
3	3.5	0.88	0.096703
3	4	1.01	0.097115
3	4.5	1.12	0.095726
3	5	1.25	0.096154

نمودار ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از رسانا :

ب – از روی جدول مربوط به میدان مغناطیسی داریم :

		UH(10 ^ -4 volt)(cupper)	RH(vm/AT)*10-3
4	0	0	----------------------
4	0.5	0.12	0.07619
4	1	0.27	0.085714
4	1.5	0.4	0.084656
4	2	0.51	0.080952
4	2.5	0.63	0.08
4	3	0.76	0.080423
4	3.5	0.89	0.080726
4	4	1.02	0.080952
4	4.5	1.15	0.081129
4	5	1.28	0.08127

نمودار ولتاژ هال برحسب جریان عبوری از رسانا :

دلیل افزایش UH برحسب IQ :

با توجه به رابطه های  و  ، می توان نتیجه گرفت :

پس UH و IQ با هم نسبت مستقیم دارند و در نتیجه با افزایش IQ ، UH هم افزایش می -یابد .