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实验11利用霍尔效应测量螺线管磁场实验讲义

用霍尔传感器测量通电螺线管内励磁电流与输出霍尔电压之间关系，证明霍尔电势差与

螺线管内磁感应强度成正比；用通电长直通电螺线管轴线上磁感应强度的理论计算值作为标

准值来校准或测定霍尔传感器的灵敏度，熟悉霍尔传感器的特性和应用；用该霍尔传感器测

量通电螺线管内的磁感应强度与螺线管轴线位置刻度之间的关系，作磁感应强度与位置刻线

的关系图，学会用霍尔元件测量磁感应强度的方法.

【实验目的】

1．了解霍尔效应现象，掌握其测量磁场的原理。

2．学会用霍尔效应测量长直通电螺线管轴向磁场分布的方法。

【实验原理】

长直通电螺线管中心点磁感应强度理论值

根据电磁学毕奥－萨伐尔(BiotSavat)定律，通电长直螺线管轴线上中心点的磁感应强

NIM

度为:：B中心（1）

L2D2

螺线管轴线上两个端面上的磁感应强度为：

11NIM

BB（2）

端面中心

22L2D2

式中，为磁介质的磁导率，真空中的磁导率04107Tm/A，N为螺线管的

总匝数，IM为螺线管的励磁电流，L为螺线管的长度，D为螺线管的平均直径。

【实验仪器】

FB510型霍尔效应实验仪,FB510型霍尔效应组合测试仪

【实验内容】

1.把FB510型霍尔效应实验仪与FB510型霍尔效应组合测试仪正确连接。把励磁电流接

到螺线管IM输入端。按下实验项目转换按钮，使测量功能指向螺线管磁场测量。响应

的指示灯亮。

2.把测量探头调节到螺线管轴线中心，即刻度尺读数为13.0cm处，调节恒流源2,使

I4.00mA，不按V/V（即测V，依次调节励磁电流为I0~1000mA,

SHSHM

每次改变100mA,测量霍尔电压，并证明霍尔电势差与螺线管内磁感应强度成正比。

1

3.放置测量探头于螺线管轴线中心，即13.0cm刻度处，固定励磁电流1000mA，调节

霍尔工作电流为：IS0~4.00mA,每次改变0.50mA，测量对应的霍尔电压VH，

证明霍尔电势差与霍尔电流成正比。

4.调节励磁电流为500mA，调节霍尔电流为4.00mA，测量螺线管轴线上刻度为

X0.0cm~13.0cm,每次移动1cm各位置对应的霍尔电势差。(注意,根据仪器设计,

这时候对应的二维尺水平移动刻度读数为：13.0cm处为螺线管轴线中心，0.0cm处为

螺线管轴线的端面，找出霍尔电势差为螺线管中央一半的数值的刻度位置。按给出的霍

尔灵敏度作磁场分布B~X图。

5.用螺线管中心点磁感应强度理论计算值，校准或测定霍尔传感器的灵敏度。

【实验方法和实验步骤】

继电器换向开关的使用说明：

单刀双向继电器的电原理如图1所示。当继