Naloga:
a)Izmeri B(r) na osi paličastega magneta!
b)Skiciraj magnetne silnice okrog magneta!

Pojasnilo: Merilniki magnetnega polja največkrat izrabljajo Hallov pojav. V vodnikih, ki sekajo silnice magnetnih polj, električno polje ni vzporedno z osjo vodnika, ampak ima komponento, ki je pravokotna na vodnik. Jakost prečne komponente je sorazmerna z gostoto magnetnega polja. Prečna napetost, ki jo izmerimo z voltmetrom je mera za gostoto tega polja.

Vodnik, ki ima prečni presek v obliki pravokotnika postavimo v magnetno polje tako, da je polje pravokotno na stransko ploskev vodnika. Ko teče po vodniku enosmerni tok jakosti I, se po njem gibljejo nosilci naboja s hitrostjo ,

kjer je n gostota elektronov. V magnetnem polju deluje zato nanje sila:

Fm = e0 * v * B

ki jih odklanja v prečni smeri. Na eni strani vodnika se zato pojavi višek naboja, na drugi pa primanjkljaj. Nastalo električno polje s svojo silo uravnovesi magnetno silo, tako da se poslej gibljejo naboji vzdolž vodnika. Iz enačbe:

E₀*e = E₀*v*b

izračunamo jakost prečnega električnega polja

in prečno ali Hallovo napetost

Ob meritvah običajno izberemo vselej enak električni tok, zato lahko zapišemo U=k*B. Koeficient k dobimo z umeritvijo merilnika. Za naš merilnik velja, da je k=19mT (1 ± 5%).

Navodila za Hallov merilnik: merilnik priklopimo na napetost 6 ~ 8V. Pri napajalni napetosti U+ je možna izhodna napetost znotraj intervala od -(U+ - 2V) do +(U+ + 2V), predznak je odvisen od smeri magnetnega polja. Za dano napajalno napetost moramo najprej nastaviti ničlo: normalo ploskve usmerimo v smer vzhod - zahod, merimo izhodno napetost in zavrtimo gumb z oznako "ničla" toliko, da je izhodna napetost približno nič.

Gostota magnetnega polja je vektorska količina, zato ne smemo pozabiti, da je izhodna napetost merilnika sorazmerna s pravokotno komponento magnetnega polja na ploskev merilnika. Pozitivno izhodno napetost dobimo takrat, ko so magnetne silnice usmerjene na merilnik od sprednje strani ohišja proti hrbtni strani. Če želimo določiti velikost in orientacijo magnetnega polja, moramo napraviti meritev pri treh različnih orientacijah merilnika.

Pripomočki:
· paličasti magnet
· Hallov merilnik
· voltmeter
· izvor napetosti
· merilo

Potek vaje:

a)	paličastemu magnetu se z merilnikom približuj po osi. Na voltmetru odčitaj napetost za vsak centimeter oddaljenosti. Meritev trikrat ponovi, podatke zberi v tabelo in predstavi z grafom.
b)	premikaj merilnik okrog magneta tako, da je Hallova napetost konstanta. Izberi tri do štiri različne napetosti! Skiciraj tako dobljene silnice!

Rezultati meritev:

r (cm) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 U (V) 4,32 1,55 0,65 0,25 0,17 0,15 0,156 0,155 0,154 U (V) 4,31 1,54 0,63 0,26 0,16 0,161 0,155 0,155 0,156 U (V) 4,30 1,57 0,64 0,26 0,165 0,158 0,156 0,153 0,153 Upovp. (V) 4,31 1,55 0,64 0,26 0,165 0,156 0,156 0,154 0,154 B (T) 227,3 81,5 33,6 13,6 8,9 8,2 8,2 8,1 8,1

Primer izračuna B:

Graf U ( r ):

Silnice okrog paličastega magneta:

Opis naloge in ugotovitve:
Izmeril sem potrebno jakost oz. gostoto magnetnega polja na določeni razdalji okrog paličastega magneta s pomočjo Hallove sonde.
Po merjenju sem ugotovil, da bližje kot smo magnetu, močnejše je polje, z oddaljenostjo pa polje naglo usiha. Seveda pa merjenje gostote odvisno tudi od tega, pod kakšnim kotom merimo. Ugotoviti je bilo tudi potrebno potek silnic okrog magneta. To sem prav tako določil s Hallovim merilnikom. Potek takšnih silnic prikazuje zgornja slika.

Avtor: Danilo Klasinc