(1)測量電磁鐵的磁感應強度與勵磁電流的關係和電磁鐵磁場分布。 (2)測量銻化銦感測器的電阻與磁感應強度的關係。 (3)作出銻化銦感測器的電阻變化與磁感應強度的關係曲線。 (4)對此關係曲線的非線性區域和線性區域分別進行擬合。 |
磁阻重點:銻化銦感測器的電阻與磁感應強度的關係。 磁阻難點:關係曲線的非線性區域和線性區域分別進行擬合。 |
1.電阻是溫度的函式,在磁場變化過程中電阻會不會變化? 2.如何從離散的實驗數值得到一般性規律?--曲線擬合 |
(1)原子具有分立的能量E1, E2, …, En,又稱能級,正常狀態的原子不輻射也不吸收能量,稱為穩定狀態。 (2)原子在能級間躍遷時,從一定態Em躍遷到另一定態En,要發射或吸收能量為 的光子。 (3)若原子吸收能量 從基態躍遷到第一激發態,則 稱為第一激發電位。 |
一定條件下,導電材料的電阻值R隨磁感應強度B的變化規律稱為磁阻效應。當半導體處於磁場中時,導體或半導體的載流子將受洛侖茲力的作用,發生偏轉,在兩端產生積聚電荷並產生霍耳電場。 如果霍耳電場作用和某一速度載流子的洛侖茲力作用剛好抵消,那么小於或大於該速度的載流子將發生偏轉,因而沿外加電場方向運動的載流子數量將減少,電阻增大,表現出橫向磁阻效應。若將圖中a端和b端短路,則磁阻效應更明顯。通常以電阻率的相對改變數來表示磁阻的大小,即用 表示。其中 , 為零磁場時的電阻率,設磁電阻在磁感應強度為B的磁場中電阻率為 。由於磁阻感測器電阻的相對變化率 正比於 ,式中 ,因此也可以用磁阻感測器電阻的相對改變數 來表示磁阻效應的大小。
圖2所示實驗裝置,用於測量磁電阻的電阻值R與磁感應強度B之間的關係。只有在強磁場中 與磁感應強度B呈線性關係,當金屬或半導體處於較弱磁場中時,一般磁阻感測器電阻相對變化率 正比於磁感應強度B的平方,
式中k為常量。
若外界交流磁場的磁感應強度B為
式中B0為磁感應強度的振幅, 為角頻率,t為時間。由式(n3.1)和(n3.2)式可得
(n3.3)
式(n3.3)中, 為不隨時間變化的電阻值,而 為以角頻率 作餘弦變化的電阻值。因此,磁阻感測器的電阻值在弱正弦波交流磁場中,將產生倍頻交流電阻阻值變化。