灵敏电流计特性研究

【实验目的】

1、了解灵敏电流计的原理和构造；

2、测定灵敏电流计的内阻和电流计常数；

3、观察灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系。
【实验原理】
一、灵敏电流计的构造：
   灵敏电流计的构造如下图所示：
    在极细并富有弹性的金属丝上面悬挂着小镜子MO和线圈C，当线圈通有电流时，线圈所受到的磁力矩M1和金属丝的扭力矩M2平衡时，线圈将偏转一个角度，有以下关系：
      （1）
           （2）

        （3）
    由以上三式可知：
        （4）
对于小镜子MO在这个结构中发挥的作用：
做工时可以把α角做得很小，此时小镜子到读数尺的距离为L，可以有如下的近似关系：
      （5）
由（5）式和（4）式消去角度可得如下结论：
              （6）
上式中的K就是灵敏电流计的电流计常数，K的倒数S1称为电流计的灵敏度。而K和S1仅仅取决于电流计的各个结构参数。
并且注意到，当入射光线到达读数尺之前经过了多次反射，可以进一步提高电流计的灵敏度，这个时候的灵敏电流计称之为复射式灵敏电流计。它的灵敏度比通常的灵敏电流计更大。
二、灵敏电流计的阻尼特性：
   灵敏电流计由于采用的是悬挂式的线圈结构，所以摩擦阻尼变得特别小，在读书的过程中，有时候会需要很长的时间停下来，所以需要注意灵敏电流计的阻尼特性。
在线圈运动的过程中，竖直的两边切割磁感线，产生感应电动势，这将会在回路情况下产生电磁阻尼。通过线圈的电流大小为：
               （7）
所受到的电磁阻尼矩为：

…… …… 余下全文

灵敏电流计的研究

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仪表。它和其它磁电式仪表一样，都是根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。普通电表中的线圈安装在轴承上，用弹簧游丝来维持平衡，用指针来指示偏转。而灵敏电流计则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，反抗力矩很小，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10-6～10-11A范围的微弱电流和10-3～10-6V范围的微小电压，如光电流、物理电流、温差电动势等；电流计的另一种用途是平衡指零，即根据流过电流计的电流是否为零来判断电路是否平衡。

实验目的

1.了解灵敏电流计的结构和工作原理；

2.了解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。

实验原理

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

磁铁极隙间磁场呈均匀径向分布，并增加

磁极和软铁之间空隙中的磁场。

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

两端的电流引线。由于用张丝代替了普通

电表的转轴和轴承，避免了机械摩擦，电流计的灵敏度得以提高。

1

读数部分： 有光源、小镜和标尺。小镜固定在线圈上，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，采用光点偏转法，可使灵敏度进一步大幅度地提高。

有的灵敏电流计常采用多次反射式，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一定的位置（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

…… …… 余下全文

灵敏电流计特性研究

【实验目的】

1、了解灵敏电流计的原理和构造；

2、测定灵敏电流计的内阻和电流计常数；

3、观察灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系。
【实验原理】
一、灵敏电流计的构造：
   灵敏电流计的构造如下图所示：
    在极细并富有弹性的金属丝上面悬挂着小镜子M_O和线圈C，当线圈通有电流时，线圈所受到的磁力矩M₁和金属丝的扭力矩M₂平衡时，线圈将偏转一个角度，有以下关系：
      （1）
           （2）

        （3）
    由以上三式可知：
        （4）
对于小镜子M_O在这个结构中发挥的作用：
做工时可以把α角做得很小，此时小镜子到读数尺的距离为L，可以有如下的近似关系：
      （5）
由（5）式和（4）式消去角度可得如下结论：
              （6）
上式中的K就是灵敏电流计的电流计常数，K的倒数S₁称为电流计的灵敏度。而K和S₁仅仅取决于电流计的各个结构参数。
并且注意到，当入射光线到达读数尺之前经过了多次反射，可以进一步提高电流计的灵敏度，这个时候的灵敏电流计称之为复射式灵敏电流计。它的灵敏度比通常的灵敏电流计更大。
二、灵敏电流计的阻尼特性：
   灵敏电流计由于采用的是悬挂式的线圈结构，所以摩擦阻尼变得特别小，在读书的过程中，有时候会需要很长的时间停下来，所以需要注意灵敏电流计的阻尼特性。
在线圈运动的过程中，竖直的两边切割磁感线，产生感应电动势，这将会在回路情况下产生电磁阻尼。通过线圈的电流大小为：
               （7）
所受到的电磁阻尼矩为：

…… …… 余下全文

灵敏电流计特性研究

【实验目的】

1．  了解灵敏电流计的原理和构造

2．  测定灵敏电流计的内阻和电流计常数

3．  观察灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系

【实验原理】

1．  灵敏电流计的构造：在极细并富有弹性的金属丝上面悬挂着小镜子和线圈，当线圈通有电流时，线圈所受到的磁力矩和金属丝的扭力矩平衡时，线圈偏转一个角度，然后偏转角度经过光的反射放大后显示在屏幕上，实验了多倍放大从而测量比较精准。经过光学系统的放大，而悬丝代替转轴轴承而避免了机械摩擦，因此有较高的灵敏度，电流计常数大约为。

2．  灵敏电流计的阻尼特性：电磁阻尼的大小为：，由此可知：

1)         当R_外较大时，M₃较小，此时线圈作振幅逐渐衰减的振动，需要时间长，且随电阻变大而变长。此状态称为欠阻尼状态。

2)         当R_外较小时，M₃较大，线圈慢慢回到平衡位置而不会越过平衡位置，R_外愈小，M₃愈大，达到平衡位置的时间也愈长，称为过阻尼状态。

3)      当R_外适合时，线圈很快达到平衡位而不发生振动，称为临界阻尼状态，此时

【实验仪器】

AC10/2型直流光点反射式检流计、AC15/4型直流复射式检流计、滑线变阻器、电阻箱、直流稳压电源、数字电压表、1W标准电阻等。

【实验内容】

1．            测定灵敏电流计的内阻Rg和电流常数K

1)         了解灵敏电流计的结构与调节方法。

…… …… 余下全文

实验十三 灵敏电流计特性的研究

【实验目的】  

1．了解灵敏电流计的基本结构和工作原理。

2．掌握测量灵敏电流计内阻和灵敏度的方法。

3．学会正确使用灵敏电流计。

【实验仪器】

灵敏电流计，直流稳压电源，滑线变阻器，电阻箱，标准电阻，直流电压表等。

【实验原理】

灵敏电流计是一种重要的电学测量仪器，它的灵敏度很高，用来检测闭合回路中的微弱电流（约10 ^-6—10^-10 A）或微弱电压（约 10^{- 3}—10^{- 6}V），如光电流、生理电流、温差电动势等，更常用作检流计，如作为电桥、电位差计中的示零器。常见的有指针式、壁架式和光点式等。本实验研究的是光点式灵敏电流计。

1． 光点式灵敏电流计的基本结构和工作原理

光点式灵敏电流计的结构如图 2.13.1 所示。在永久磁铁之间有一圆柱形软铁芯，使空隙中的磁场呈辐射状分布。用张丝将一多匝矩形线圈垂直悬挂于空隙中，在线圈下端装置了一平面小镜。从光源发出的一束定向聚焦光首先投射在小镜上，反射后射到凸面镜上，再反射到长条平面镜上，最后反射到弧形标度尺上，形成一个中间有一条黑色准丝像的方形光斑。当有微弱电流通过线圈时，此线圈（及小镜）在电磁力矩作用下以张丝为轴而偏转，于是小镜的反射光也改变方向。这个反射光起了电流计指针的作用。由于这种装置没有轴承，消除了难以避免的机械摩擦；又由于发射光线多次来回反射，增加了“光指针”的长度，使在同样转角下，“光指针针尖”（光斑）所扫过的弧长增加，所以这种电流计的灵敏度得到大大提高。由此可知，光点式灵敏电流计是磁电式电表的一种。因此，通过电流计线圈的电流 Ig 与线圈的偏角θ成正比，由图 2.13.2 可知，线圈（及小镜）的偏转角θ又与光斑的位移 d 成正比，所以，通过线圈的电流 Ig 与光斑的位移 d成正比。

即Ig=Kd　　　　　　　　　                                           （2.13.1）　

…… …… 余下全文

 灵敏电流计特性的研究

实验目的

1.了解灵敏电流计的工作原理，并观察在过阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态；

2.掌握测定电流计内阻和灵敏度的方法。

仪器和用具

灵敏电流计、直流电阻箱、直流电压表、标准电阻器、直流电源、双刀双掷开关、单刀开关、秒表。

原理

    1.灵敏电流计的构造与灵敏度

灵敏电流计是一种灵敏度较高的磁电式电流表。它分指针式和光点反射式两种。指针式电流计的电流分度值一般在~左右，光点反射式可达，常用于精密电磁测量中作指零仪表，也可测定弱电流和低电压。

光点反射式（复射式）灵敏电流计的构造如下图所示，其中光源、三个反射镜和标尺的作用相当于指针式电流表的指针。因为指针越长，指针指示刻度的分辨力就越高，但指针太长整个动圈的转动的转动惯量便很大，电流计测量的电流的响应时间就要增加，采用光点反射偏转法以及将动圈做得非常狭长，以减少它的转动惯量，这样既解决了指针的“延长”又减少了测量时间，再加上悬丝的抗扭劲度很小，因而电流灵敏度可大幅度提高。

当电流计通电以后，动圈在磁场里受到电磁转动力矩因而发生偏转，同时悬丝由于扭转形变而产生反力矩，当它与电磁力矩相抗衡时，动圈就停在某一位置上即

                            

移项后得

                                            (1)

…… …… 余下全文

设计性实验报告

课程名称  ___________________

专业班级  ___________________

姓    名  ___________________

学    号  ___________________

电气与信息学院

一、实验目的

1.了解灵敏电流计的基本结构和基本原理,学习其使用方法。

2.测定灵敏电流计的电流常量、内阻和外临界电阻，掌握控制其

工作状态的方法。

二、实验原理

1、灵敏电流计的基本结构

灵敏电流计是一种高灵敏度的测量仪表，它的基本结构如图30-1所示。在永久磁铁、极之间，安置一个柱形软铁芯，使磁极与软磁芯之间产生均匀的径向磁场，矩形线圈用一根金属悬丝悬挂起来，该金属悬丝不仅作为线圈电流的进出引线，还作为线圈旋转的转轴。当线圈通有电流时，线圈在磁场中受到磁力矩而发生偏转，同时悬丝被扭转而产生反方向的弹性扭力矩。在偏转角为时，磁力矩和弹性扭力矩相等，线圈就达到平衡。

在悬丝上粘附一面小圆镜，它把光源射来的光反射到一个弧形标尺上，并形成一光标，如图30-2所示。设当没有电流通过线圈时，反射光的光标位于弧形标尺的“0”点上。当有电流通过线圈时，光标指在标尺刻度上。可以证明，电流的大小与光标偏转的长度成正比，即

Ig=Kd             （30-1）

式中比例常量称为灵敏电流计的电流常量，它在数值上等于光标移动一个单位长度时所通过的电流。在国际单位中，其单位为安[培]每毫米，记为。

电流常量的倒数称为灵敏电流计的灵敏度,记为。显然灵敏度愈大，灵敏电流计就愈灵敏。

2、线圈运动的阻尼特性

…… …… 余下全文