灵敏电流计课件

灵敏电流计的研究物理实验中心灵敏电流计的研究物理实验中心1实验目的了解灵敏电流计的构造及工作原理。掌握测定灵敏电流计的分度值、临界外电阻和内阻的方法。观察灵敏电流计处于过阻尼、欠阻尼及临界阻尼时光标的三种运动状态，学会正确使用灵敏电流计。实验目的了解灵敏电流计的构造及工作原理。2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、分度值、外临界电阻的测量方法实验原理灵敏电流计构造3一、灵敏电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。一、灵敏电流计的构造偏转部分读数部分磁场部分读数部分：由光源4二、灵敏电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θ角，θ与Ig成正比。小镜也转过θ角，因而反射光线相对平衡位置就转过了2θ角。此时,光点在标尺上移动一段距离n,n与θ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。θ015152θlk－比例常数，称为电流计常数，单位：A/mm。Si－电流计灵敏度。二、灵敏电流计的读数当有电流Ig通过灵敏电流计的线圈5三、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：三、线圈运动的阻尼特性从电磁感应定律知道，6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7

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。

GK考虑线圈从平衡位置回到零点的过程，我们可以在检流计两8四、灵敏电流计外临界电阻、分度值K、内阻Rg的测量实验线路图（电阻箱）K1RR3R2E

VK2R1K3ABC（1Ω）

（20kΩ）AC15/6灵敏电流计换开向关四、灵敏电流计外临界电阻、分度值K、内阻Rg的测量实91．测量电流常数（分度值）K解上述方程组得在上式中，令则

由分度值定义

由电路分析得：1．测量电流常数（分度值）K解上述方程组得在上式中，令则102．测量内阻Rg采用半偏法测量内阻，电路图中，第一分压保持恒定，R1和R2固定，通过调节电阻箱R3的值改变光标的位置。其中，分别为光标偏转dm和d时，电流计通过的电流值。由于第一分压保持恒定，则有上式中，R3m和R3分别为光标偏转dm和d时,电阻R3的取值。实验中，令dm=2d，并记下相应的R3m和R3，则可计算出Rg。由于在实验中，R2>>R1，有2．测量内阻Rg其中，分别为光标偏转dm和d时，电流计通过的11实验内容1.观察灵敏电流计的阻尼特性并测出外临界电阻R临2.测量灵敏电流计的分度值（电流常数）K3.测量电流计的内阻Rg令则根据最小二乘法求出斜率b结果表示具体实验步骤及数据纪录要求见讲义P100-P101实验内容1.观察灵敏电流计的阻尼特性并测出外临界电阻R12n=0AC15/6型检流计分流器接线柱零点调节电源n=0AC15/6型检流计分流器接线柱零点调节电源13注意事项采用回路法连接实验电路，电流计接“－”和“1”接线柱。根据接线柱的选择读出铭牌上各参数的参考值。（注意读取钢印数字）2.根据实验内容调整电流计的分流器档位，观察阻尼特性用“直接”档，测量K和Rg用“×1”档，换档需重新调零，使用结束或移动电流计时应放“短路”档。3.在测量K和Rg时电路中R3取Rc，这样可使电流计的光标处在临界阻尼振荡状态，方便读数。4.双刀换向开关可改变通过灵敏电流计的电流向，实现光标左右偏转的变换。注意事项采用回路法连接实验电路，电流计接“－”和“1”145.因电流计不能通过较大电流，因此，采用两次分压电路，注意电源输出电压不要大于6v。第一次分压利用划线变阻器，接线时注意区分固定端和划线端。电路中R1＝1

和R2＝20K比值悬殊注意不要接反，否则通过电流计电流将太大。7.半偏法测内阻时要求保持第一分压不变，调节划线变阻器使光标偏转25格