灵敏电流计特性的研究
灵敏电流计特性的研究
讲课内容实验背景实验目的2实验原理3实验内容数据处理5
1 实 验 背 景 4 3 实 验 目 的 实 验 内 容 实 验 原 理 讲 课 内容 2 5 数 据 处 理
1.实验背景·灵敏电流计（又称检流计）属磁电系仪表它分指针式和光标式两种。普通申表中线圈是安放在轴承上，检流计使用极细的金属悬丝代替轴承悬挂在磁场中，有很弱的电流通过线圈就足以使它产生显著的偏转灵敏电流计可检测微弱电流10-6~10-10A或微小电压10-3~10-6V，常用于光电流、生物电流、温差电动势等电学量的测量。此外，它还常用作高精密电势差计及电桥等仪器的示零器
• 灵敏电流计（又称检流计）属磁电系仪表。 1.实验背景 灵敏电流计可检测微弱电流10-6~10-10A或微小电压 10-3~10-6V，常用于光电流、生物电流、温差电动势 等电学量的测量。此外，它还常用作高精密电势差 计及电桥等仪器的示零器。 它分指针式和光标式两种。 普通电表中线圈是安放在轴承上，检流计使用极细的金 属悬丝代替轴承悬挂在磁场中，有很弱的电流通过线圈 就足以使它产生显著的偏转
2.实验目的32了解灵敏掌握测量·学会正确电流计的灵敏电流使用灵敏电基本结构计内阻和流计和工作原灵敏度的理方法
•学会正确 使用灵敏电 流计 2 掌握测量 灵敏电流 计内阻和 灵敏度的 方法 1 3 了解灵敏 电流计的 基本结构 和工作原 理 2.实验目的
3.实验原理灵敏电流计的结构磁场部分：永久磁铁产生磁场，圆柱形软铁芯使磁铁磁极隙间图1磁场系统图磁场呈均匀辐射式。1.电流输入引线2.悬丝3.小镜4.线圈激线偏转部分：线圈可在磁场中转动，上下两磁铁端用金属丝绷紧，金属丝同时作为线圈两反射镜端的电流引线。动圈反射镜读数部分：由光源反射镜和标尺共同成反射镜。其作用相当于电表光源标尺的指针。 d = 2L
灵敏电流计的结构 • 磁场部分：永久磁铁 产生磁场，圆柱形软 铁芯使磁铁磁极隙间 磁场呈均匀辐射式。 • 偏转部分：线圈可在 磁场中转动，上下两 端用金属丝绷紧，金 属丝同时作为线圈两 端的电流引线。 • 读数部分：由光源、 反射镜和标尺共同成 。其作用相当于电表 的指针。 3.实验原理 d = 2θL
3.实验原理灵敏电流计的结构当被测电流通过电流计的线圈图1磁场系统图时，在磁场的作用下，线圈受到1.电流输入引线2.悬丝3.小镜4.线圈力矩的作用而发生转动，同时，激线由于张丝随线圈转动而发生变形磁铁产生反抗力矩，此力矩正比于线圈的偏转角。以上两个等大反向反射镜的力矩使线圈处于稳定时，偏转动圈角与电流成正比。从而根据偏转反射镜角的大小，确定被测电流的大小；或根据上面所述光标指针偏转的反射镜光源距离，确定被测电流值标尺
灵敏电流计的结构 3.实验原理 当被测电流通过电流计的线圈 时，在磁场的作用下，线圈受到 力矩的作用而发生转动，同时， 由于张丝随线圈转动而发生变形， 产生反抗力矩，此力矩正比于线 圈的偏转角。以上两个等大反向 的力矩使线圈处于稳定时，偏转 角与电流成正比。从而根据偏转 角的大小，确定被测电流的大小； 或根据上面所述光标指针偏转的 距离，确定被测电流值
3.实验原理灵敏电流计的运动状态电流计线圈申流发生变化后后（接通或切断，增大或减小），光标会来回移动，最终回到新的平衡位置，需考虑电磁阻尼力矩M阻7dede(NSB)?M阻8MPR.+RdtR, + R外 dt28Rw外电阻通过改变R外的大小可控制电磁阻尼力矩M的大小。M不同，线圈的运动状态也不同，可分为三种状态：
灵敏电流计的运动状态 • 电流计线圈电流发生变化后（接通或切断，增 大或减小），光标会来回移动，最终回到新的平 衡位置，需考虑电磁阻尼力矩M 阻 2 ( ) g d NSB d M p dt R R dt θ θ =− =− + 阻 外 1 g w M R R ∝ + 阻 3.实验原理 R w 通过改变 R外 的大小可控制电磁阻尼力矩 M 的大小。 M 不同，线圈的运动状态也不同，可分为三种状态： 外电阻
3.实验原理1Ml8灵敏电流计的运动状态R.+Rg欠阻尼d3do1O2过阻尼、临界阻尼01(a)(b)1、欠阻尼状态2、过阻尼状态3、临界阻尼状态R外适当（R外较大时，M较小）R外较小时，M较大（b）、断开电源时（a）、接通电源时
(a) t 1 2 3 d d0 0 (b) 1 2 3 1、欠阻尼状态 2、过阻尼状态 3、临界阻尼状态 （a）、接通电源时 （b）、断开电源时 灵敏电流计的运动状态 3.实验原理 ( R外 较大时，M 较小) 欠阻尼 R外 较小时，M 较大 R外 适当 过阻尼 临界阻尼 1 g w M R R ∝ + 阻
3.实验原理灵敏电流计的参数（1）内阻Rg电流计内的线圈电阻和内部引线电阻之和（2）电流灵敏度S，表示单位电流所引起的偏转格数，即CS,=其单位为：div/A，对确定的灵敏电流计S,为常量，一般每格对应1mm
灵敏电流计的参数 3.实验原理 （1）内阻 电流计内的线圈电阻和内部引线电阻之和 表示单位电流所引起的偏转格数，即 其单位为：div/A，对确定的灵敏电流计， 为常量，一般每格对应1mm Rg （2）电流灵敏度 I S I d SI = I S
3.实验原理灵敏电流计的灵敏度和内阻的测量方法ARCRoE?BRDCRSLUR=-(R+R)+R= A+BUgRd
R1 V G A B C E K1 R0 3.实验原理 灵敏电流计的灵敏度和内阻的测量方法 C C P P R2 K2 U R d R S R R R I g 2 1 1 = −( + ) + R d U R = A + BU R S R R R I g 2 1 1 = −( + ) + R = A + BU