Университет XXI века: научное измерение

Физика, математика и информатика 247 ная формула для расчёта магнитного поля на оси соленоида позволяет с ис- пользованием Microsoft Excel, задавая параметры соленоида и силы тока, по- строить зависимость величины магнитного поля от координаты вдоль его оси. Для проверки этой зависимости необходимо произвести натурное изме- рение магнитного поля. Сделать это можно различными способами, например, с использованием эффекта Холла, который заключается в возникновении в полупроводнике (или металле) с током, помещённом в магнитное поле, раз- ности потенциалов, пропорциональной магнитной индукции, если остальные параметры оставлять неизменными. Элемент, использующий этот эффект, на- зывается датчиком Холла. В настоящее время существуют цифровые и анало- говые датчики. Нам для измерений подойдет аналоговый, в котором по его выходному напряжению можно судить о величине магнитного поля. Следует отметить, что необходимость в подобных измерениях не столь и редка и была востребована при рассмотрении процессов, описанных в [1 стр. 11]. Для лабо- раторного измерения мы использовали наиболее распространенный Honeywell SS49E с диапазоном измерения магнитного поля –0,1 ÷ 0,1 Тл. Также датчик имеет линейную зависимость выходного напряжения от величины магнитного поля, что достаточно удобно. Для удобства определения положения датчика в соленоиде он закрепляется на линейке (Рис.2). Питание датчика Холла должно осуществляться от стабили- зированного источника с напряжением 5 В. Если в лаборатории такой отсутст- вует, то можно использовать компьютерный блок питания. На рис. 3 представ- лена сравнительная диаграмма индукции магнитного поля на оси соленоида: ромбиками отмечены точки, полученные расчётом, квадратиками – результаты измерений с использованием датчика Холла. Следует отметить, что постановка измерений осуществлялась студентами нашего факультета под руководством преподавателей – авторов статьи в рамках организации самостоятельной рабо- ты студентов. Рис. 2. Датчик Холла