5.灵敏电流计特性研究.ppt

1、实验五灵敏电流计特性研究,大学物理实验,主要内容,实验简介 实验仪器 实验目的 实验操作 实验原理 实验报告,实验目的,1.了解灵敏电流计的结构和工作原理。 2.研究灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系 。 3.掌握测定灵敏电流计的外临界电阻、内阻和电流常数的方法 。,灵敏电流计介绍,灵敏电流计（又称检流计）属磁电系仪表。它用张丝代替轴承将线圈悬挂在磁场中，避免了机械摩擦，同时它还采用无重量的“光指针”代替机械指针，加大了“指针”的长度。 灵敏电流计可检测微弱电流10-610-10A或微小电压10-310-6V，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

2、桥等仪器的示零器。,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。,灵敏电流计的运动状态,电流计线圈受到三个力矩的作用，电磁转动力矩 M磁 、弹性扭力矩 M弹 和电磁阻力矩M 阻 ，它们分别表示如下：,三种运动状态见图所示,1、欠阻尼状态,2、过阻尼状态,3、临界阻尼状态,（b）、断开电源时,（a）、接通电源时,灵敏电流计的灵敏度和内阻的测量方法,图3 实验电路图,实验内容,1.考查灵敏电流计线圈的运

3、动状态与外电阻 的关系并测定外临界电阻Rc 。 2.测灵敏电流计的内阻Rg。 3.测定灵敏电流计的电流常数K。,注意事项,不能将灵敏电流计背板上的“220v”和“6v” 两个电源插口弄错。 改变外电阻R2后一定要调零,克服“零飘”。 灵敏电流计不使用或搬动时应选择“短路”档。,数据处理,列表记录当外电阻分别为5Rc、2Rc、Rc/4、0时灵敏电流计线圈的运动状态。计算外临界电阻Rc，将R2c、R2c的平均值作为Rc。 计算内阻Rg，将R2、 R2的平均值作为Rg。 计算电流常数 ： （1）列表记录测量数据，并记录R0、R1、R2的值。 （2）利用3组数据分别求Ki1、Ki2、Ki3。 （3）将

4、Ki1、Ki2、Ki3的算术平均值作为电流常数的最佳估计值。,分析讨论,1.推证“半偏法”测内阻的原理。 2.说明力矩M磁、M弹、M阻产生的原因以及它们对线圈的作用。 3.阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。,【分析讨论题】 推证“半偏法”测内阻的原理。 答：参见图5.1-6，当R2 =0， “光指针”偏转格数为d0, 即当R2=R2，“光指针”偏转格数为d0/2（半偏），此时所以，Rg=R2 说明力矩M磁、M弹、M阻产生的原因以及它们对线圈的作用。 答：线圈的竖直两边所在处磁场的磁感应强度大小相等、方向始终在线圈本身的平面内，从而它们受到的安培力大小相等、方向始终与线圈平面垂直，这一对力产

5、生的磁力矩即为 。线圈偏转使得悬丝发生扭转而产生反方向的弹性恢复力矩 。M磁和M弹决定了线圈最后到达的平衡位置。线圈在转动时，还要受到电磁阻尼力矩的作用，电磁阻尼力矩的大小决定线圈的运动特性。 阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。 答：阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时，当“光指针”经过零点时按下此开关，光标就会停在零点，这就大大方便了我们的调节。 其工作原理主要是利用过阻尼状态，即当R外较小（P较大）时，电磁阻尼力矩M阻较大，此时线圈将缓慢地趋向平衡位置。,说明力矩M磁、M弹、M阻产生的原因以及它们对线圈的作用。 答：线圈的竖直两边所在处磁场的磁感应强度大小相等、方向始终在线圈本身的平面内，从而它们受到的安培力大小相等、方向始终与线圈平面垂直，这一对力产生的磁力矩即为 。线圈偏转使得悬丝发生扭转而产生反方向的弹性恢复力矩 。M磁和M弹决定了线圈最后到达的平衡位置。线圈在转动时，还要受到电磁阻尼力矩 的作用，电磁阻尼力矩的大小决定线圈的运动特性。 3. 阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。 答：阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时，当“光指针”经