1．載流圓線圈與亥姆霍茲線圈的磁場
（1） 載流圓線圈磁場
一半徑為R,通以電流I的圓線圈,軸線上磁場的公式為
（1-1）
式中 為圓線圈的匝數, 為軸上某一點到圓心O的距離. 它的磁場分佈圖如圖1-1所示.
（2）亥姆霍茲線圈
所謂亥姆霍茲線圈為兩個相同線圈彼此平行且共軸,使線圈上通以同方向電流I,理論計算證明：線圈間距a等於線圈半徑R時,兩線圈合磁場在軸上（兩線圈圓心連線）附近較大範圍內是均勻的,如圖1-2所示.
2．霍爾效應法測磁場
（1）霍爾效應法測量原理
將通有電流I的導體置於磁場中,則在垂直於電流I和磁場B方向上將產生一個附加電位差,這一現象是霍爾於1879年首先發現,故稱霍爾效應.電位差 稱為霍爾電壓.
如圖3-1所示N型半導體,若在MN兩端加上電壓U,則有電流I沿X軸方向流動（有速度為V運動的電子）,此時在Z軸方向加以強度為B的磁場後,運動著的電子受洛倫茲力FB的作用而偏移、聚集在S平面；同時隨著電子的向S平面（下平面）偏移和聚集,在P平面（上平面）出現等量的正電荷,結果在上下平面之間形成一個電場 （此電場稱之為霍爾電場）.這個電場反過來阻止電子繼續向下偏移.當電子受到的洛倫茲力和霍爾電場的反作用力這二種達到平衡時,就不能向下偏移.此時在上下平面（S、P平面）間形成一個穩定的電壓 （霍爾電壓）.
（2）霍爾係數、霍爾靈敏度、霍爾電壓
設材料的長度為l,寬為b,厚為d,載流子濃度為n,載流子速度v,則與透過材料的電流I有如下關係：
I=nevbd
霍爾電壓 UH=IB/ned=RHIB/d=KHIB
式中霍爾係數RH=1/ne,單位為m3/c；霍爾靈敏度KH=RH/d,單位為mV/mA
由此可見,使I為常數時,有UH= KHIB =k0B,透過測量霍爾電壓UH,就可計算出未知磁場強度B.
本實驗使用的儀器用整合霍爾元件,已經與顯示模組聯調,直接顯示磁場強度.
實驗儀器
亥姆霍茲實驗儀由二部分組成.它們分別為勵磁線圈架部分磁場測量儀器部分
亥姆霍茲線圈架：
二個勵磁線圈：線圈有效半徑 105mm
線圈匝數 500匝
二線圈中心間距 105mm
測量磁場感測器： 4501A使用霍爾元件測量磁場.
移 動 裝 置：橫向可移動距離150mm,縱向可移動距離50mm
距離分辨力0.5mm
1．載流圓線圈與亥姆霍茲線圈的磁場
（1） 載流圓線圈磁場
一半徑為R,通以電流I的圓線圈,軸線上磁場的公式為
（1-1）
式中 為圓線圈的匝數, 為軸上某一點到圓心O的距離. 它的磁場分佈圖如圖1-1所示.
（2）亥姆霍茲線圈
所謂亥姆霍茲線圈為兩個相同線圈彼此平行且共軸,使線圈上通以同方向電流I,理論計算證明：線圈間距a等於線圈半徑R時,兩線圈合磁場在軸上（兩線圈圓心連線）附近較大範圍內是均勻的,如圖1-2所示.
2．霍爾效應法測磁場
（1）霍爾效應法測量原理
將通有電流I的導體置於磁場中,則在垂直於電流I和磁場B方向上將產生一個附加電位差,這一現象是霍爾於1879年首先發現,故稱霍爾效應.電位差 稱為霍爾電壓.
如圖3-1所示N型半導體,若在MN兩端加上電壓U,則有電流I沿X軸方向流動（有速度為V運動的電子）,此時在Z軸方向加以強度為B的磁場後,運動著的電子受洛倫茲力FB的作用而偏移、聚集在S平面；同時隨著電子的向S平面（下平面）偏移和聚集,在P平面（上平面）出現等量的正電荷,結果在上下平面之間形成一個電場 （此電場稱之為霍爾電場）.這個電場反過來阻止電子繼續向下偏移.當電子受到的洛倫茲力和霍爾電場的反作用力這二種達到平衡時,就不能向下偏移.此時在上下平面（S、P平面）間形成一個穩定的電壓 （霍爾電壓）.
（2）霍爾係數、霍爾靈敏度、霍爾電壓
設材料的長度為l,寬為b,厚為d,載流子濃度為n,載流子速度v,則與透過材料的電流I有如下關係：
I=nevbd
霍爾電壓 UH=IB/ned=RHIB/d=KHIB
式中霍爾係數RH=1/ne,單位為m3/c；霍爾靈敏度KH=RH/d,單位為mV/mA
由此可見,使I為常數時,有UH= KHIB =k0B,透過測量霍爾電壓UH,就可計算出未知磁場強度B.
本實驗使用的儀器用整合霍爾元件,已經與顯示模組聯調,直接顯示磁場強度.
實驗儀器
亥姆霍茲實驗儀由二部分組成.它們分別為勵磁線圈架部分磁場測量儀器部分
亥姆霍茲線圈架：
二個勵磁線圈：線圈有效半徑 105mm
線圈匝數 500匝
二線圈中心間距 105mm
測量磁場感測器： 4501A使用霍爾元件測量磁場.
移 動 裝 置：橫向可移動距離150mm,縱向可移動距離50mm
距離分辨力0.5mm