II Przebieg pomiarów

Wyznaczyłem napięcia Halla z pomiarów Uh uzyskanych w odpowiednich kombinacjach pól i prądów.

Dokonałem pięciu pomiarów Uh zmieniając B lub I.

Układ zmontowałem według schematu zamieszczonego poniżej

Mierniki i urządzenia użyte w doświadczeniu :

- elektromagnes,

- zasilacz elektromagnesu,

- autotransformator (0 - 250 V),

- amperomierz (klasa 1),

- hallotron,

- miliamperomierz (klasa 1),

- woltomierz cyfrowy (+/- 0,01 mV)

- zasilacz stabilizowany hallotronu,

- opór zabezpieczający,

- telsomierz (klasa 1,5)

III Opracowanie wyników

Tabela 1.

Zawiera wyniki pomiaru indukcji magnetycznej B [T] w funkcji prądu płynącego przez uzwojenie elektromagnesu I [A] oraz wartość natężenia

pola H [H].

Tabela 2.

Wyniki pomiarów napięcia Halla Uh w funkcji prądu płynącego przez hallotron przy stałym natężeniu pola elektromagnesu.

Tabela 3.

Wyniki pomiarów napięcia Halla w funkcji prądu płynącego przez uzwojenie elektromagnesu przy ustalonym natężeniu prądu płynącego przez hallotron.

Tabela 4.

Wyniki pomiarów napięcia Halla przy różnych prądach hallotronu i elektromagnesu.

Tabela 1.

Tabela 2.

Tabela 3.

Tabela 4.

3.2 Opracowanie wyników

Na wykresie 1 przedstawiona jest zależność indukcji magnetycznej od natężenia prądu płynącego przez elektromagnes.

Natężenie pola magnetycznego H wyliczyłem za pomocą zależności :

H = B / ( wz)

przy czym wz = 1 (dla powietrza) natomiast  = 1,256 E-6 H/m

Wartości H zostały wpisane do Tabeli 1.

Wykres 2. przedstawia zależność napięcia Halla od prądu płynącego przez hallotron przy stałej indukcji magnetycznej.

Wykres 3. przedstawia zależność napięcia Halla od prądu płynącego przez elektromagnes przy stałym prądzie hallotronu.

Na podstawie pomiarów zamieszczonych w Tabeli 4. wyliczyłem napięcia Halla wg zależności :

Czułość hallotronu

γ  8,717*10^-7

γ  9,968*10^-7

γ  9,127*10^-7

γ  8,928*10^-7

γ  8,909*10^-7

Czyli czułość wynosi (za średnim błędem kwadratowym) :

γ = (9,129 ± 0,438) ⋅ 10^-7

Z wykresu zależności indukcji magnetycznej od natężenia prądu widać , że indukcja zależy liniowo od natężenia prądu (co zgadza się z teorią).

Niewielkie rozbieżności pomiędzy punktami mieszczą się w granicach błędu pomiarowego.

Z wykresów zależności napięcia Halla od indukcji magnetycznej i natężenia prądu płynącego przez hallotron widać , że napięcie Halla zależy liniowo od tych wielkości. Wniosek ten zgadza się z teorią , im większa indukcja magnetyczna w szczelinie elektromagnesu , tym wyższe napięcie na hallotronie przy tym samym prądzie płynącym przez hallotron.

Widać także ,że przy rosnącym prądzie hallotronu , rośnie napięcie Halla.

Czułość hallotronu wyznaczyłem z dokładnością ok. 5 %.

Zastosowana przeze mnie metoda eliminacji efektów towarzyszących pomiarowi napięcia Halla wyeliminowała wpływ efektów Ettingshausena-Nersta i Righi-Leduca nie wyeliminowała jednak efektu Ettingshausena , który jest nierozłącznie związany z efektem Halla.

A

~220 V

~220 V

Auto-transfor

Woltomierz

Cyfrowy

mA

Rzab.

Zasilacz

Elektromagnesu

H

Zasilacz

Hallotronu