Ⅰ 如何用霍尔效应测量磁场
Halleffect(霍尔效应)的问题:
①、我们目前流行的电流方向是用正电荷的流动方法来定义的,这种电流
英文叫做 conventional current;电子流动的电流叫做 electron current,
或者 electron flow。
②、磁场里面的安培力的判断,左手定则 left-hand fleming rule、右手法则
right-hand fleming rule,统统是建立在 conventional current 电流的基础上。
连鼎鼎有名的麦克斯韦方程组都是建立在这个传统电流之上。
传统电流最根本的假设是:
无论用电子对流动方向定义电流方向,还是用正电荷的流动方向定义电流方向,
都和不影响实际的计算结果,都没有本质的区别,而且所有的公式显得很简洁。
③、Hall effect,是哈佛大学的Hall 发现的。霍尔发现了,用正电荷流动方向跟电子
流动方向,定义电流方向出现不可调和的矛盾,这一年,麦克斯韦静悄悄地走了。
麦克斯韦。是经典电磁场理论集大成者,是把电磁场理论推向了最高峰的祖师爷,
在霍尔发现了霍尔效应的这一年,麦克斯韦无可奈何地谢世了。
A、他的电磁场理论就是建立在正电荷的流动方法作为电流方向的基础上;
B、他还提出了唯一电流的概念;
C、他在理论上证明了电、磁是一家,连光波也是电磁波;
D、他还从理论上算出了光的传播速度。
同年,一位转世灵童诞生了,他继承了麦克斯韦的遗志。
A、证明了光的粒子性,获得了诺贝尔奖;
B、把光的理论推导了另一个极致,是光处于绝对至高无上的江湖独霸地位,
在理论都不可以超越光速,在光速世界里一切发生逆袭,一切发生穿越。
理论太伟大了,诺贝尔奖不敢授予他,他的理论,完全超越当时那个时代、
我们现在这是世界的时代智慧、集体智商。
这位转世灵童,就是爱尔伯特.爱因斯坦。那一年是1879年。
④、回归到本题的解释:
现在是电子电流的天下,请暂时忘记conventional current。
A、电子在洛仑兹力的作用下,在金属块内发生偏移;
B、偏移的结果,产生了附加电场;
C、附加的静电场,阻碍霍尔效应的进一步累积,最后达到平衡、达到饱和。
这个饱和电压,称为霍尔电压,Hall effect 就不再发生在后续电子身上,
霍尔效应似乎消失,这样就可以测出磁感应强度。
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本人抛砖引玉,就到这里。
Ⅱ 测量直流磁场的经典方法,直到现在仍被普遍使用的是
测量直流磁场,常用方法有两种
1、干簧管磁场检测。适用开关量磁场的检测。可靠性较低,响应时间较长,成本低,功耗低。
2、霍尔元件检测。适用霍尔型磁场检测器件,被测磁场可以是直流的静态磁场。市面上有霍尔型电流钳,可用于直流磁场检测。
由于是直流磁场无变化,故线圈内磁通无变化,线圈只能检测磁通的微分,故线圈无法测量。
Ⅲ 如何简单的测量地磁场
最简单的方法使用高斯计/特斯拉计,直接测量。
实验的方法是通过霍尔效应法测量交变的磁场,直流的也可以测量。
霍尔效应法用半导体材料构成霍尔片作为传感元件,把磁信号转换成电信号,最终测出磁场中各点的磁感应强度。
Ⅳ 测量磁场的方法有哪些
例1. 如图1所示,天平可用来测定磁感应强度,天平的右臂上挂有一矩形线圈,宽度为l,共N匝,线圈下端悬在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面。当线圈中通有电流I(方向如图)时,在天平左右两边加上质量分别为 的砝码,天平平衡,当线圈中电流反向时,右边需再加砝码m,天平重新平衡。由此可知()
Ⅳ 测量磁场的方法有哪些
根据物理上电磁转换原理就可以设计很多测量方法。只要将磁转换成电就很好测量了。
当然老式仪表也可以用磁针加弹簧直接测量偏转角度得到磁场强度。
Ⅵ 如何测量交变磁场
最简单的方法使用高斯计/特斯拉计,直接测量。
实验的方法是通过霍尔效应法测量交变的磁场,直流的也可以测量。
霍尔效应法用半导体材料构成霍尔片作为传感元件,把磁信号转换成电信号,最终测出磁场中各点的磁感应强度。
Ⅶ 霍尔效应法测量磁场,要准确测量磁场,实验应如何进行
实验仪器:1:ws-HL/LC型霍尔效应-l螺线管磁场测试仪
2:WS-LZ型螺线管磁场测试组合仪器
实验步骤
1:信号输入端口分别为红"+",黑“—”
2:Im调节旋钮(右侧):调节范围0.000到1.000A
3:Is调节旋钮(左侧):调节范围00.00到10.00mA
4:H/L键:置“H"位置时,仪器与WS-HL霍尔效应实验仪器连接使用;置"H"时,仪器与螺线管连接使用。
总之,无论实验,还是学习,原理都是很重要的。
Ⅷ 如何对交流电机的磁场进行测量
测量磁场的方法主要有下列四种:
1.利用安培力计算公式F=BIL测磁感应强度B。
2.利用感应电动势 测磁感应强度B。
3.利用产生感应电动势时回路的电量与磁感应强度的关系测磁感应强度B。
4.利用霍尔效应测磁感应强度B。
磁感应强度(magnetic flux density),描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强;磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
Ⅸ 电磁测深方法
天然电磁场的频率范围约为104~10—4Hz甚至更低。高频部分(大于1Hz)起因于大气层的雷电活动,低频部分起因于太阳活动抛出的等离子体流与地球磁层的相互作用。这些来自高空的电磁波向地球内部穿透,频率越低穿透深度越大;反之,频率越高穿透深度越浅。所谓穿透深度h可由下式表达:
固体地球物理学概论
h是感应电流的密度减弱到地面值的1/e处的深度;ρ为地下介质电阻率(Ω·m);f为电磁波频率。由于电磁波在导体中的穿透深度取决于导体的电阻率和电磁波频率,因此,若在几个频率上测量磁场和电场的幅度变化,即在地面的固定点上,在每一瞬间对电场与磁场进行比较性测量,然后经过分析处理,则可能计算电阻率随深度的变化。
电磁测深的分析处理包括三个步骤:由观测到的电磁场计算电性阻抗;由电性阻抗计算视电阻率;由视电阻率反演电性结构。
1.电性阻抗的标量形式和张量形式
在20世纪50年代,假定地球为水平均匀层状介质,场源为垂直入射的平面波,在xy直角坐标系内测量大地电磁场的水平分量Ex、Ey、Hx和Hy,它们与测点下面地球视电阻率ρ'的关系为
固体地球物理学概论
这里的Z称为典型阻抗,其Zxy=Ex/Hy,Zyx=—Ey/Hx,且
由式(7-73)计算出来的视电阻率ρ',往往很分散,很难勾画出一条稳定的ρ'(T)曲线。造成ρ'离散的原因是,水平层状介质的情况是比较少见,一般情况下是不均匀的,即决定视电阻率ρ'的电性阻抗Z不应是标量,而应该是张量。直到20世纪60年代末,完整的大地电磁测深张量阻抗分析方法才形成,70年代初,基本分析处理方法趋于成熟。
张量阻抗Z的元素Zij与电磁场E、H的水平分量(Ex,Ey)、(Hx,Hy)有如下关系:
固体地球物理学概论
这里的阻抗元素Zij,是在频率域内展开的。为了计算频率域内展开的阻抗元素,可以采用电磁场的功率谱,通过下列方程组求解:
固体地球物理学概论
式中:*号表示共轭谱;< >表示对N组电磁场观测数据的平均;等号左端括号内为互功频谱,等号右端括号内为自功率谱。
采用式(7-75)所示的方法为单道功率谱法。这种方法虽然提高了视电阻率曲线的稳定性,但是在高频段(0.1~10Hz)仍较为分散。经分析得出,与环境的电磁噪音干扰有关,其影响是通过式(7-75)右端的自功率谱形式加入的。解决方法则是采取两个或两个以上的观测点,并精确的同步记录。用一个观点(基点)的磁场Hx、Hy与另一个测点(参考点)的共轭磁场
由于阻抗张量Z是测点位置、主轴方位和频率的函数,为了得到主轴方位和该方位上的阻抗数值,需将坐标轴旋转一角度θ,设新坐标中的阻抗张量为Z',即
Z'=RZRT(7-76)
式中:
固体地球物理学概论
Z'(θ)为θ的函数,在复平面内的轨迹一般为椭圆。椭圆主轴的方向即阻抗张量的主方向,可由下列条件求得:
固体地球物理学概论
2.计算主视电阻率及椭圆指数
固体地球物理学概论
式中:ρxy和ρyx分别表示电场沿x和y轴极化时的视电阻率;T为周期;β(θ0)为椭率指数。对于二维地球β=0,因此β是一个三维椭率指数。
如果测点处的构造有一定取向,电场极化与此取向平行的视电阻率为ρ=,与此取向垂直的视电阻率为ρ⊥,通常分别成为纵向和横向视电阻率。对于深部探测,采用纵向视电阻率ρ=-T曲线比较合理;对于浅部探测,采用横向视电阻率ρ⊥-T曲线效果要好。
3.反演深部的电性分布
视电阻率曲线反映测点下的地球电性分布。要获得电性分布的具体结果,必须对视电阻率曲线进行反演。反演的目的,是将视电阻率-周期关系反演成电阻率-深度关系。反演分为一维和二维,方法很多,不再赘述。