亥姆霍兹线圈磁场的实验报告咋写？

亥姆霍兹线圈磁场的实验报告咋写？

实验原理

1. 载流圆线圈与亥姆霍兹线圈的磁场

一半径为R的圆线圈通以电流I时，其轴线上某一点的磁场分布可通过公式（1-1）计算，其中 是圆线圈的匝数， 为该点到圆心O的距离。具体计算公式和磁场分布图请参考图1-1。

2. 亥姆霍兹线圈

亥姆霍兹线圈由两个半径相同、轴线共线的线圈组成，线圈间距a等于线圈半径R，线圈上通以同方向电流I。理论证明，当线圈间距等于线圈半径时，两线圈合磁场在轴上（两线圈圆心连线）附近较大范围内是均匀的，如图1-2所示。

3. 霍尔效应法测磁场

1）霍尔效应测量原理

当导体通有电流I且置于磁场B中时，将产生霍尔电压。霍尔电压的产生是由于洛伦兹力作用，导致电子聚集在S平面，形成霍尔电场，霍尔电场与洛伦兹力达到平衡时，上下平面间形成稳定的霍尔电压。霍尔电压与磁场强度B的关系为UH=KHIB，其中KH为霍尔灵敏度。霍尔元件已与显示模块联调，直接显示磁场强度。

2）霍尔系数、霍尔灵敏度、霍尔电压

霍尔系数RH=1/ne，霍尔灵敏度KH=RH/d，它们与磁场强度B的关系为UH=KHIB。通过测量霍尔电压UH，可计算出未知磁场强度B。

实验仪器

亥姆霍兹实验仪由励磁线圈架和磁场测量仪器两部分组成。励磁线圈有效半径105mm，匝数500匝，中心间距105mm。磁场传感器4501A使用霍尔元件测量磁场。移动装置可横向移动150mm，纵向移动50mm，距离分辨力为0.5mm。

实验内容

1. 测量圆电流线圈轴线上磁场的分布

接好电路，调节磁场实验仪的输出功率，使励磁电流有效值为I=200mA。以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0mm测一个Umax值，记录数据并作出磁场分布曲线图。

2. 测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布

将磁场实验仪的两组线圈串联，注意极性不要接反，接到磁场测试仪的输出端钮。调节磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值仍为I=200mA。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm测一个Umax值，记录数据并作出磁场分布曲线图。2024-12-14