灵敏检流计的构造PPT课件

-,1,灵敏检流计的研究,物理实验中心,-,2,实验目的,了解灵敏电流计的工作原理。测量灵敏电流计的内阻、灵敏度和临界外阻。观察灵敏电流计处于过阻尼、欠阻尼及临界阻尼时光点三种运动状态，学会正确使用灵敏电流计。,-,3,实验原理,灵敏电流计构造灵敏电流计的读数线圈运动的阻尼特性灵敏电流计的内阻、灵敏度、外临界电阻的测量方法,-,4,一、灵敏检流计的构造,偏转部分,读数部分,磁场部分,读数部分：由光源、小镜和标尺组成，小镜固定在线圈上,随线圈一起转动，把从光源射来的光反射到标尺上形成一个光点，当线圈转过一个很小的角度时，反射光点有明显的移动。采用光点偏转法，可大大提高了灵敏度。AC15型检流计是采用多次反射式，使标尺远离电流计的小镜。,-,5,二、灵敏检流计的读数,当有电流Ig通过灵敏电流计的线圈时，线圈受到电磁力矩作用偏转，当电磁力矩=张丝的扭转反力矩时，线圈停止在某一位置，转过角，与Ig成正比。小镜也转过角，因而反射光线相对平衡位置就转过了2角。此时,光点在标尺上移动一段距离n,n与成正比，因此，n也就与电流Ig成正比，可见，由光点的移动距离n可测出电流的大小。,0,15,15,2,l,k比例常数，称为电流计常数，单位：A/mm。,Si电流计灵敏度。,-,6,三、线圈运动的阻尼特性,从电磁感应定律知道，线圈在磁场中运动时要产生感应电动势。检流计工作时，总是由它的内阻Rg与外电路上总电阻R外构成一个回路，因而线圈有感应电流通过。这个电流与磁场相互作用,会产生阻止线圈运动的电磁阻尼力矩M，M的大小与回路总电阻成反比，即：,-,7,临界阻尼振动状态,过阻尼振动状态,欠阻尼振动状态,当R外较大时，M较小，线圈作振幅逐渐衰减的振动，需经较长的时间才停止在新的平衡位置；欠阻尼振动状态当R外较小时，M较大，线圈缓慢地趋向新的平衡位置，而不会越过平衡位置；过阻尼振动状态当R外适当时，线圈能很快达到平衡位置而不发生振动。临界阻尼振动状态,-,8,考虑线圈从平衡位置回到零点的过程，我们可以在检流计两端并联一个电键K，如下图所示：当K合上时，R外0，电磁阻尼很大，线圈立即停止运动，如断开,接外电路,从上述三种线圈运动状态可知，检流计工作于临界状态时，线圈到达平衡位置所需要的时间最短，最便于测量。因此，在实际工作中，必须考虑使检流计工作或接近工作在临界状态。,电路，在光点返回零点时按下K，线圈就会立即停在零点这就节约测量时间。K称为阻尼电键。,G,K,-,9,四、灵敏电流计内阻Rg、灵敏度Si、外临界电阻的测量,实验线路图,G,V,-,10,根据欧姆定律可得:,又有,和,最后推导:,可见，在Ra、Rb、n保证不变的前提下，R和U成线性关系。我们只要测得两组U、R的值就可以确定Rg、Si。因为这种方法要求n保证不变，所以通常称为定偏法。,-,11,在本实验中，为了减少随机误差对测量结果的影响，需测得多组U、R值，数据处理可采用如下方法：最小二乘法用最小二乘法对数据进行直线拟合，可求出A、B值，因Ra、Rb、n可从仪器上直接读出，故可解出Rg、Si的值。作图法以U为横坐标，R为纵坐标，在直角坐标纸上作图，根据直线的截距和斜率，可求出Rg和Si的值。,令:,则:R=A+BU,-,12,实验内容,1.定偏法测灵敏电流计内阻Rg和灵敏度Si在Ra、Rb、n保持不变的前提下，R和U成线性关系。我们只要测得多组U、R的值，用最小二乘法对数据进行直线拟合，就可以得出Rg、Si的值。若U、Rb、n保持不变，R和（1/Ra）成线性关系。只要测得多组Ra、R的值，以1/Ra为横坐标，R为纵坐标，在直角坐标纸上作图，根据直线的截距和斜率，也可以求出Rg和Si的值。