1、實驗五靈敏電流計特性研究,大學物理實驗,主要內(nèi)容,實驗簡介 實驗儀器 實驗目的 實驗操作 實驗原理 實驗報告,實驗目的,1.了解靈敏電流計的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2.研究靈敏電流計的運動狀態(tài)與外電阻的關系 。 3.掌握測定靈敏電流計的外臨界電阻、內(nèi)阻和電流常數(shù)的方法 。,靈敏電流計介紹,靈敏電流計（又稱檢流計）屬磁電系儀表。它用張絲代替軸承將線圈懸掛在磁場中，避免了機械摩擦，同時它還采用無重量的“光指針”代替機械指針，加大了“指針”的長度。 靈敏電流計可檢測微弱電流10-610-10A或微小電壓10-310-6V，常用于光電流、生物電流、溫差電動勢等電學量的測量。此外，它還常用作高精密電勢差計及電

2、橋等儀器的示零器。,靈敏電流計的結(jié)構(gòu),磁場部分：永久磁鐵產(chǎn)生磁場，圓柱形軟鐵芯使磁鐵磁極隙間磁場呈均勻輻射式。 偏轉(zhuǎn)部分：線圈可在磁場中轉(zhuǎn)動，上下兩端用金屬絲繃緊，金屬絲同時作為線圈兩端的電流引線。 讀數(shù)部分：由光源、反射鏡和標尺共同成。其作用相當于電表的指針。,靈敏電流計的運動狀態(tài),電流計線圈受到三個力矩的作用，電磁轉(zhuǎn)動力矩 M磁 、彈性扭力矩 M彈 和電磁阻力矩M 阻 ，它們分別表示如下：,三種運動狀態(tài)見圖所示,1、欠阻尼狀態(tài),2、過阻尼狀態(tài),3、臨界阻尼狀態(tài),（b）、斷開電源時,（a）、接通電源時,靈敏電流計的靈敏度和內(nèi)阻的測量方法,圖3 實驗電路圖,實驗內(nèi)容,1.考查靈敏電流計線圈的運

3、動狀態(tài)與外電阻 的關系并測定外臨界電阻Rc 。 2.測靈敏電流計的內(nèi)阻Rg。 3.測定靈敏電流計的電流常數(shù)K。,注意事項,不能將靈敏電流計背板上的“220v”和“6v” 兩個電源插口弄錯。 改變外電阻R2后一定要調(diào)零,克服“零飄”。 靈敏電流計不使用或搬動時應選擇“短路”檔。,數(shù)據(jù)處理,列表記錄當外電阻分別為5Rc、2Rc、Rc/4、0時靈敏電流計線圈的運動狀態(tài)。計算外臨界電阻Rc，將R2c、R2c的平均值作為Rc。 計算內(nèi)阻Rg，將R2、 R2的平均值作為Rg。 計算電流常數(shù) ： （1）列表記錄測量數(shù)據(jù)，并記錄R0、R1、R2的值。 （2）利用3組數(shù)據(jù)分別求Ki1、Ki2、Ki3。 （3）將

4、Ki1、Ki2、Ki3的算術(shù)平均值作為電流常數(shù)的最佳估計值。,分析討論,1.推證“半偏法”測內(nèi)阻的原理。 2.說明力矩M磁、M彈、M阻產(chǎn)生的原因以及它們對線圈的作用。 3.阻尼開關的作用是什么？簡述其工作原理。,【分析討論題】 推證“半偏法”測內(nèi)阻的原理。 答：參見圖5.1-6，當R2 =0， “光指針”偏轉(zhuǎn)格數(shù)為d0, 即當R2=R2，“光指針”偏轉(zhuǎn)格數(shù)為d0/2（半偏），此時所以，Rg=R2 說明力矩M磁、M彈、M阻產(chǎn)生的原因以及它們對線圈的作用。 答：線圈的豎直兩邊所在處磁場的磁感應強度大小相等、方向始終在線圈本身的平面內(nèi)，從而它們受到的安培力大小相等、方向始終與線圈平面垂直，這一對力產(chǎn)

5、生的磁力矩即為 。線圈偏轉(zhuǎn)使得懸絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生反方向的彈性恢復力矩 。M磁和M彈決定了線圈最后到達的平衡位置。線圈在轉(zhuǎn)動時，還要受到電磁阻尼力矩的作用，電磁阻尼力矩的大小決定線圈的運動特性。 阻尼開關的作用是什么？簡述其工作原理。 答：阻尼開關的作用是使線圈處于欠阻尼狀態(tài)下在“0”點附近振動時，當“光指針”經(jīng)過零點時按下此開關，光標就會停在零點，這就大大方便了我們的調(diào)節(jié)。 其工作原理主要是利用過阻尼狀態(tài)，即當R外較?。≒較大）時，電磁阻尼力矩M阻較大，此時線圈將緩慢地趨向平衡位置。,說明力矩M磁、M彈、M阻產(chǎn)生的原因以及它們對線圈的作用。 答：線圈的豎直兩邊所在處磁場的磁感應強度大小相等、方向始終在線圈本身的平面內(nèi)，從而它們受到的安培力大小相等、方向始終與線圈平面垂直，這一對力產(chǎn)生的磁力矩即為 。線圈偏轉(zhuǎn)使得懸絲發(fā)生扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生反方向的彈性恢復力矩 。M磁和M彈決定了線圈最后到達的平衡位置。線圈在轉(zhuǎn)動時，還要受到電磁阻尼力矩 的作用，電磁阻尼力矩的大小決定線圈的運動特性。 3. 阻尼開關的作用是什么？簡述其工作原理。 答：阻尼開關的作用是使線圈處于欠阻尼狀態(tài)下在“0”點附近振動時，當“光指針”經(jīng)