用集成霍尔元件测定亥姆霍兹线圈磁场 （FB520型三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪） 实 验 讲 义 杭州精科仪器有限公司 1 用集成霍尔元件测定载流圆线圈与亥姆霍兹线圈磁场 在工业、国防、科研中都需要对磁场进行测量，测量磁场的方法有不少，如冲击电流计法、霍耳效应法、核磁共振法、天平法、电磁感应法等等，本实验介绍霍尔效应法测磁场的方法，它具有测量原理简单，测量方法简便及测试灵敏度较高等优点。 【实验目的】 1．了解用霍尔效应法测量磁场的原理，掌握520FB型三维亥姆霍兹线圈磁场实验仪的使用方法。 2．了解载流圆线圈的轴向磁场和径向磁场分布情况。 3．测量载流圆线圈和亥姆霍兹线圈的轴线上的磁场分布。 4．当两平行线圈的间距改变为R2d2/Rd和时 ,测定其轴线上的磁场分布。 【实验原理】 1．载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场 （ 1）载流圆线圈磁场 根据毕奥-萨伐尔定律一半径为R ，通以直流电流I 的圆线圈，其轴线上离圆线圈中心距离为X 米处的磁感应强度的表达式为: 2/322200)XR(2RINB （ 1） 式中0N 为圆线圈的匝数，X 为轴上某一点到圆心O 的距离，,m/H10470 磁场的分布图如图1 所示，是一条单峰的关于Y 轴对称的曲线。 （ 2）亥姆霍兹线圈 2 两个完全相同的圆线圈彼此平行且共轴，通以同方向电流I ，线圈间距等于线圈半径(即Rd )时，从磁感应强度分布曲线可以看出，（理论计算也可以证明）：两线圈合磁场在中心轴线上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，这样的一对线圈称为亥姆霍兹线圈，如图2 所示。从分布曲线可以看出，在两线圈中心连线一段，出现一个平台，这说明该处是匀强磁场。 根据霍尔效应可以知道，当霍尔探头放入磁场中时，由于运动电荷受到洛伦兹力作用，电流方向会发生偏离，在某两个端面之间产生的电势差，通过电势差的大小就可以测量磁场的大小。当亥姆霍兹线圈两线圈通有方向一致的电流时，两线圈形成的磁场方向也一致，两线圈之间就形成均匀磁场，霍尔探头在该区域运动时其测量的数值几乎不变。当然两线圈通上相反方向电流，则其间的磁场可以互相抵消为零。 由理论计算可知，如果Z 是亥姆霍兹线圈中心轴线上离中心O 点的距离，则该点的磁感应强度： 2322232220Z2RRZ2RRRIN21B （ 2） 由该公式推论，当0Z 时，即...
