Лабораторна робота №14

Тема: Визначення постійної Холла, знаку заряду і концентрації вільних носіїв заряду в твердому матеріалі та дослідження закономірностей дії магнітного поля на заряди..

Мета: 1. Формувати уміння проводити експериментальні дослідження.

2. Формувати уявлення про природу електропровідності твердих тіл.

3. Формувати переконання в дієвості закономірностей взаємодії магнітного поля з зарядженими частинками.

Обладнання: Лабораторний стенд, установка для дослідження ефекту Холла ФПК-08.

Міри безпеки:

1. До роботи з установкою ФПК-08 допускаються особи, ознайомлені з її будовою, принципом дії, мірами безпеки та отримавші допуск викладача до виконання лабораторної роботи.

2. Об’єкт дослідження і пристрій вимірювальний повинні бути заземленими.

3. Не допускається перекривання вентиляційних отворів на корпусі пристрою вимірювального.

4. Установку вмикати тільки на час досліджень.

5. Не залишати без нагляду ввімкнену установку.

6. Зміну режиму роботи та вимірювання виконувати у відповідності з пунктами методичних рекомендацій.

7. При виявленні неполадків, виконання лабораторної роботи припинити, пристрій вимкнути (вимкнути вимикач 1-SF1 на лабораторному стенді) та повідомити викладача.

1 Теоретичні відомості

1.1 Основні поняття та закономірності постійного струму.

1.1.1 Основні поняття

Електричне поле – вид матерії, який проявляється в появі механічної сили, що діє на розміщений в полі електричний заряд.

Напруженість електричного поля ‑ кількісна характеристика електричного поля і чисельно рівна силі з якою електричне поле діє на одиничний позитивний заряд

(1)

Електричний струм – направлений рух заряджених частинок.

Сила струму ‑ кількісна характеристика електричного струму і чисельно рівна зарядові, що переноситься крізь поперечний переріз провідника за одиницю часу.

(2)

Густина струму ‑ величина чисельно рівна відношенню сили струму , що проходить крізь нормальну поверхню перерізу провідника, до перерізу провідника.

(3)

Напруга ‑ величина чисельно рівна роботі виконуваній електричним полем, при переміщенні одиничного позитивного заряду на даній ділянці кола.

Електрорушійна сила ‑ фізична величина рівна роботі яка виконується сторонніми силами при переміщенні одиничного позитивного заряду по замкненому колу.

Магнітне поле – вид матерії, який проявляється в появі механічної сили, що діє на рухомий в полі заряд.

Вектор магнітної індукції ‑ кількісна характеристика магнітного поля і чисельно рівна силі, з якою магнітне поле діє на один метр провідника при струмові в ньому один ампер.

(4)

де ‑ довжина провідника.

Потік вектора магнітної індукції через площадку називається скалярна величина, яка рівна

де ‑ нормальна до площини складова вектора магнітної індукції .

Напруженість магнітного поля

,

де ‑ магнітна стала, ‑ відносна магнітна проникність речовини.

1.1.2 Основні закономірності

1.1.2.1 Основні експериментальні закономірності

Напруженість електричного поля у даній точці поля рівна різниці потенціалів, взятій з протилежним знаком (спаду напруги), в напрямку силової лінії, розрахованій на одиницю довжини.

(5)

Закон Ома для ділянки кола

,

(6)

де ‑ опір ділянки кола.