2022年实验十---灵敏电流计特性的研究.docx

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1、精品学习资源试验十灵敏电流计的讨论灵敏电流计也叫直流检流计或检流计， 是一种精确的磁电式外表； 它和其它磁电式外表一样，都是依据载流线圈在磁场中受力矩作用而偏转的原理制成的，只是在结构上有些不同；一般电表中的线圈安装在轴承上， 用弹簧游丝来维护平稳，用指针来指示偏转；而灵敏电流计就是用极细的金属悬丝代替轴承，且将线圈悬挂在磁场中，由于悬丝细而长，抵抗力矩很小，所以当有极弱的电流流过线圈时， 就会使它明显的偏转；因而它比一般的电流表要灵敏得多，可以测量 10 -6 10 -11 A 范畴的柔弱电流和 10 -3 10 -6 V 范畴的微小电压，如光电流、物理电流、温差电动势等； 电流计的另一种用

2、途是平稳指零， 即依据流过电流计的电流是否为零来判定电路是否平稳；试验目的1. 明白灵敏电流计的结构和工作原理；2. 明白灵敏电流计的三种运动状态；3. 测定灵敏电流计的临界电阻，电流常数和内阻；试验原理1 、灵敏电流计的构造其结构主要分三部分：磁场部分：有永久磁铁和圆形软铁芯；永久磁铁产生磁场，圆柱形软铁芯使磁铁极隙间磁场呈匀称径向分布，并增加磁极和软铁之间间隙中的磁场；偏转部分： 可在磁场中转动的线圈，它的上下用金属张丝张紧，张丝同时作为线圈欢迎下载精品学习资源两端的电流引线；由于用张丝代替了一般电表的转轴和轴承，防止了机械摩擦，电流计的灵敏度得以提高；读数部分： 有光源、小镜和标尺；小镜

3、固定在线圈上，随线圈一起转动；它把从光源射来的光反射到标尺上形成一个光点， 此部分相当于指针式电表中很长的指针；但是指针太长，线圈的转动惯量增大，灵敏度将下降；为了克服这样的缺点，采纳光点偏转法，可使灵敏度进一步大幅度地提高；有的灵敏电流计常采纳多次反射式，使标尺远离电流计的小镜，ACl5型检流计就是此种灵敏电流计；2 、灵敏电流计的读数当有电流通过灵敏电流计的线圈时， 线圈受到电磁力矩作用而偏转； 当电磁力矩与张丝的扭转反力矩相等时， 线圈就停止在某一位置上，随之标尺上的光标将固定在肯定的位置例如在标尺的刻度 d 上起一条“光线指针”的作用而且，电流Ig 与光标的位移 d 成正比， 即I g

4、K id1 式中比例常数 Ki 称为电流计常数； 单位是 Amm ，在数值上等于光点移动一个毫米所对应的电流；3 、线圈运动的阻尼特性欢迎下载精品学习资源当外加电流通过灵敏电流计或断去外电流使线圈发生转动时，由于线圈具有转动惯量和转动动能， 它不行能一下子就停止在平稳位置上， 而是要越过平稳位置在其邻近摇摆一段时间才能稳固，摇摆时间的长短直接影响测量的速度； 为此有必要明白影响线圈运动状态的各种因素；灵敏电流计工作时，总是由它的内阻Rg 与外电路电阻 R 外构成闭合回路电流计回路除Rg 外的总电阻，掌握 R 外的大小，就可掌握电磁阻尼力矩M 的大小，从而掌握线圈的运动状态；欠阻尼状态 2过阻尼

5、状态 3图4（接通电流时（临界阻尼状态断开电流时 欠阻尼状态：当 R 外较大时， 感应电流较小， 电磁阻力矩 M 较小，线圈偏离平稳位置后就会在平稳位置邻近来回振动， 振幅逐步衰减， 经过较长时间才能停在平稳位置；R 外越大， M 越小，线圈振动次数越多，回到平稳位置所需的时间就越长； 过阻尼状态：当 R 外较小时， 感应电流较大， 电磁阻力矩 M 较大，线圈偏离平稳位置后会缓慢地回到平稳位置，但不会越过平稳位置；利用此特性，将一个电键与电流计并联， 当电流计光标运动到平稳位置邻近时，将电键按下，电流计光标即可快速停在平稳位置，这样便利了我们的调剂；这个电键叫阻尼电键 ；灵敏电流计面板上的“短

6、路”档，就是这样的阻尼电键装置； 临界阻尼：当 R 外适当时，线圈偏离平稳位置后能快速的正好回到平稳位置而又不发生振动，临界阻尼状态的外电阻称为电流计的临界阻尼电阻Rc；明显，电流计工作在临界状态时，最有利于观看和读数；欢迎下载精品学习资源4 、 灵敏电流计面版图其使用方法和留意事项分述如下： 待测电流由面板左下角标有“ + ”和“ -”的两个接线柱接入，一般可以不考虑正负；2 试验时，先接通 AC220V 电源，看到光标后将分流器旋钮从“短路”档转到“ 1 ” 档，看光标是否指“ 0 ”，假设光标不指“ 0”，应使用零点调剂器和标尺活动调零器把光标调到“0”点；假设找不到光标，先检查仪器的小

7、灯泡是否发光，假设小灯泡是亮的，轻拍检流计，观看光标偏在哪边，假设偏在左边，逆时针旋转零点调剂器；假设偏在右边，就顺时针旋转零点调剂器，使光标露出并调整到零；3 0.1 ，0.01档：检流计分流器的主要作用是转变测量的灵敏度，它通过分流电阻转变可测电流的范畴，即转变了灵敏度；4 当试验终止时必需将分流器置于 “短路” 档，以防止线圈或悬丝受到机械振动而损坏；5 、装置介绍试验电路示于图 6 ；电源 E 经两次分压后，在一个小电阻R；上得到柔弱电压 V；通过欢迎下载精品学习资源电流计的电流为I g ，其中 Rg 为电流计的内阻；当 R2R0 时，可得 Ig 的表达式为 V 为电压欢迎下载精品学习

8、资源欢迎下载精品学习资源表读数：I gVR 02欢迎下载精品学习资源 R 2Rg R1R0 欢迎下载精品学习资源图 6试验电路图试验内容一观看欠阻尼运动1. 开关 K1、K2 预先断开，按图 6 联接电路，电路中的小电阻RO= 欧，R2 的值先取为外临界电阻 RC由仪器铭牌上读取 的 4 5 倍；R1= 欧,E=1.5V ；并调剂 R 使电压表读数为零， 请老师检查电路后方可接通电源；2. 电流计应水平放置，使电流计内悬丝垂直，以保证转动时不会与旁边的磁极和柱形软铁发生摩擦和相碰；调整光标与标尺的零点重合；3. 接通开关 K1，再接通开关 K2 ；调剂 R 以缓慢增大电压表读数，同时观看光标的

9、移动，直至大约偏到 40mm ；断开 K2；观看光标的运动，记录 R2 及光标振动的最大振幅；反向接通 K2 ，重复前述观看；转变 R2 ，重复前述观看；测定外临界电阻 RC将电压表读数调到零，调小 R2 ，同时每次都调剂 R，使光标约位于 40mm ，断开 K2，观看振动情形限于标尺的一边 ，直至 R2 减小到刚能使光标不发生振动，即光标很快地回到零点又恰好不能超过零点时的临界阻尼状态；记录此时的R2，得外临界阻尼电阻 RC= R 2 十 R0；由测得的 RC 及 Rg 运算电流计的全临界电阻 RW =R C+Rg ；使用电流计时，假如情形许可，调剂外电路的电阻使全临界电阻提高到1.1 R

10、c ；三用半值法测定电流计的内阻Rg ；1. 调剂电压表读数至零值， R2 调到零，断开 K2，静等约 3 分钟后，记录电流计的零点读数 d 0；闭合 K2，再缓慢增大电压表指示值，使电流计的光标偏转40mm左右，静等约 3分钟后，记录电流计的读数 d ； ddd 0 即表示 R2=0 时通过电流计的电流；2. 保持其他不变，只增大R2 ，直至增大到能使电流减小到原电流的一半，即d 2；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源记录此时的R 2 的值，即电流计的内阻Rg；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源必需指出，只有在R 2Rg R0 以及通过电流计的电流变化由d ；d；/2 对 v；的

11、欢迎下载精品学习资源恒定值影响甚小时，所测得的 Rg 才足够正确这样， R1 是大点仍是小点好？；四测定电流计的电流常数 Ki1. 将 R1 调到外临界电阻 RC 的数值；调大电压表的读数，使电流计的光标偏到满刻度的2/3 或邻近一个整数；登记此时的电压表读数 V 以及 R1 、R0 和光标的偏转 d 1对于零点在标尺中心的电流计，为排除悬丝左、右扭转时的不对称，需要将双向转换开关 K2 反向，再读出光标在零点另一侧的偏转 d 2，然后求偏转的平均值 ；2. 由式2 算出 Ig ，再由式 1 运算 Ki 式中 d 可用 d l 或 d 2 的平均值，其中 Ig 及d的单位分别用安及毫米；留意事

12、项1. 电流表的线圈及悬丝很精细，应留意爱护，不容许过重的振动和过分的扭转；不要随便搬动电表，非搬不行时，必需使电流计短路，轻拿轻放；发觉光标不动或偏离正常零点过大时，应请老师指导解决；2 试验过程中，电路调剂应认真进行，不要使光标偏转超过标尺；3搁置不用时，应将电流计短路；表 1 测量临界电阻R2 / 欧运 动 状态Rc =欧表 2测定电流计的内阻 Rg欢迎下载精品学习资源R2 =0时d 0=mmd=mmddd0 =mmR2 / 欧d /mm0d /mmddd0 /mm表 3测定电流计的电流常数KiV /vR1/ 欧RO/ 欧d 1/mmd 2/mm摸索题：1. 提高灵敏电流计灵敏度的两种主要方法是什么？它和一般电表的结构有何区分？2. 如何转变灵敏电流计的阻尼状态？灵敏电流计在什么阻尼状态下工作最便利？3. 为什么测量电路要采纳二级分压，用一级分压可以吗.欢迎下载