靈敏電流計(jì)課件

靈敏電流計(jì)的研究物理實(shí)驗(yàn)中心靈敏電流計(jì)的研究物理實(shí)驗(yàn)中心1實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忪`敏電流計(jì)的構(gòu)造及工作原理。掌握測定靈敏電流計(jì)的分度值、臨界外電阻和內(nèi)阻的方法。觀察靈敏電流計(jì)處于過阻尼、欠阻尼及臨界阻尼時(shí)光標(biāo)的三種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，學(xué)會(huì)正確使用靈敏電流計(jì)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私忪`敏電流計(jì)的構(gòu)造及工作原理。2實(shí)驗(yàn)原理靈敏電流計(jì)構(gòu)造靈敏電流計(jì)的讀數(shù)線圈運(yùn)動(dòng)的阻尼特性靈敏電流計(jì)的內(nèi)阻、分度值、外臨界電阻的測量方法實(shí)驗(yàn)原理靈敏電流計(jì)構(gòu)造3一、靈敏電流計(jì)的構(gòu)造偏轉(zhuǎn)部分讀數(shù)部分磁場部分讀數(shù)部分：由光源、小鏡和標(biāo)尺組成，小鏡固定在線圈上,隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)，把從光源射來的光反射到標(biāo)尺上形成一個(gè)光點(diǎn)，當(dāng)線圈轉(zhuǎn)過一個(gè)很小的角度時(shí)，反射光點(diǎn)有明顯的移動(dòng)。采用光點(diǎn)偏轉(zhuǎn)法，可大大提高了靈敏度。一、靈敏電流計(jì)的構(gòu)造偏轉(zhuǎn)部分讀數(shù)部分磁場部分讀數(shù)部分：由光源4二、靈敏電流計(jì)的讀數(shù)當(dāng)有電流Ig通過靈敏電流計(jì)的線圈時(shí)，線圈受到電磁力矩作用偏轉(zhuǎn)，當(dāng)電磁力矩=張絲的扭轉(zhuǎn)反力矩時(shí)，線圈停止在某一位置，轉(zhuǎn)過θ角，θ與Ig成正比。小鏡也轉(zhuǎn)過θ角，因而反射光線相對平衡位置就轉(zhuǎn)過了2θ角。此時(shí),光點(diǎn)在標(biāo)尺上移動(dòng)一段距離n,n與θ成正比，因此，n也就與電流Ig成正比，可見，由光點(diǎn)的移動(dòng)距離n可測出電流的大小。θ015152θlk－比例常數(shù)，稱為電流計(jì)常數(shù)，單位：A/mm。Si－電流計(jì)靈敏度。二、靈敏電流計(jì)的讀數(shù)當(dāng)有電流Ig通過靈敏電流計(jì)的線圈5三、線圈運(yùn)動(dòng)的阻尼特性

從電磁感應(yīng)定律知道，線圈在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。檢流計(jì)工作時(shí)，總是由它的內(nèi)阻Rg與外電路上總電阻R外構(gòu)成一個(gè)回路，因而線圈有感應(yīng)電流通過。這個(gè)電流與磁場相互作用,會(huì)產(chǎn)生阻止線圈運(yùn)動(dòng)的電磁阻尼力矩M，M的大小與回路總電阻成反比，即：三、線圈運(yùn)動(dòng)的阻尼特性從電磁感應(yīng)定律知道，6臨界阻尼振動(dòng)狀態(tài)

過阻尼振動(dòng)狀態(tài)

欠阻尼振動(dòng)狀態(tài)

當(dāng)R外

較大時(shí)，M較小，線圈作振幅逐漸衰減的振動(dòng)，需經(jīng)較長的時(shí)間才停止在新的平衡位置；－欠阻尼振動(dòng)狀態(tài)當(dāng)R外較小時(shí)，M較大，線圈緩慢地趨向新的平衡位置，而不會(huì)越過平衡位置；－過阻尼振動(dòng)狀態(tài)當(dāng)R外適當(dāng)時(shí)，線圈能很快達(dá)到平衡位置而不發(fā)生振動(dòng)。－臨界阻尼振動(dòng)狀態(tài)臨界阻尼振動(dòng)狀態(tài)過阻尼振動(dòng)狀態(tài)欠阻尼振動(dòng)狀態(tài)當(dāng)R外較7

考慮線圈從平衡位置回到零點(diǎn)的過程，我們可以在檢流計(jì)兩端并聯(lián)一個(gè)電鍵K，如下圖所示：當(dāng)K合上時(shí)，R外＝0，電磁阻尼很大，線圈立即停止運(yùn)動(dòng)，如斷開接外電路

從上述三種線圈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知，檢流計(jì)工作于臨界狀態(tài)時(shí)，線圈到達(dá)平衡位置所需要的時(shí)間最短，最便于測量。因此，在實(shí)際工作中，必須考慮使檢流計(jì)工作或接近工作在臨界狀態(tài)。

電路，在光點(diǎn)返回零點(diǎn)時(shí)按下K，線圈就會(huì)立即停在零點(diǎn)．這就節(jié)約測量時(shí)間。K稱為阻尼電鍵。

GK考慮線圈從平衡位置回到零點(diǎn)的過程，我們可以在檢流計(jì)兩8四、靈敏電流計(jì)外臨界電阻、分度值K、內(nèi)阻Rg的測量實(shí)驗(yàn)線路圖（電阻箱）K1RR3R2E

VK2R1K3ABC（1Ω）

（20kΩ）AC15/6靈敏電流計(jì)換開向關(guān)四、靈敏電流計(jì)外臨界電阻、分度值K、內(nèi)阻Rg的測量實(shí)91．測量電流常數(shù)（分度值）K解上述方程組得在上式中，令則

由分度值定義

由電路分析得：1．測量電流常數(shù)（分度值）K解上述方程組得在上式中，令則102．測量內(nèi)阻Rg采用半偏法測量內(nèi)阻，電路圖中，第一分壓保持恒定，R1和R2固定，通過調(diào)節(jié)電阻箱R3的值改變光標(biāo)的位置。其中，分別為光標(biāo)偏轉(zhuǎn)dm和d時(shí)，電流計(jì)通過的電流值。由于第一分壓保持恒定，則有上式中，R3m和R3分別為光標(biāo)偏轉(zhuǎn)dm和d時(shí),電阻R3的取值。實(shí)驗(yàn)中，令dm=2d，并記下相應(yīng)的R3m和R3，則可計(jì)算出Rg。由于在實(shí)驗(yàn)中，R2>>R1，有2．測量內(nèi)阻Rg其中，分別為光標(biāo)偏轉(zhuǎn)dm和d時(shí)，電流計(jì)通過的11實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.觀察靈敏電流計(jì)的阻尼特性并測出外臨界電阻R臨2.測量靈敏電流計(jì)的分度值（電流常數(shù)）K3.測量電流計(jì)的內(nèi)阻Rg令則根據(jù)最小二乘法求出斜率b結(jié)果表示具體實(shí)驗(yàn)步驟及數(shù)據(jù)紀(jì)錄要求見講義P100-P101實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.觀察靈敏電流計(jì)的阻尼特性并測出外臨界電阻R12n=0AC15/6型檢流計(jì)分流器接線柱零點(diǎn)調(diào)節(jié)電源n=0AC15/6型檢流計(jì)分流器接線柱零點(diǎn)調(diào)節(jié)電源13注意事項(xiàng)采用回路法連接實(shí)驗(yàn)電路，電流計(jì)接“－”和“1”接線柱。根據(jù)接線柱的選擇讀出銘牌上各參數(shù)的參考值。（注意讀取鋼印數(shù)字）2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容調(diào)整電流計(jì)的分流器檔位，觀察阻尼特性用“直接”檔，測量K和Rg用“×1”檔，換檔需重新調(diào)零，使用結(jié)束或移動(dòng)電流計(jì)時(shí)應(yīng)放“短路”檔。3.在測量K和Rg時(shí)電路中R3取Rc，這樣可使電流計(jì)的光標(biāo)處在臨界阻尼振蕩狀態(tài)，方便讀數(shù)。4.雙刀換向開關(guān)可改變通過靈敏電流計(jì)的電流向，實(shí)現(xiàn)光標(biāo)左右偏轉(zhuǎn)的變換。注意事項(xiàng)采用回路法連接實(shí)驗(yàn)電路，電流計(jì)接“－”和“1”145.因電流計(jì)不能通過較大電流，因此，采用兩次分壓電路，注意電源輸出電壓不要大于6v。第一次分壓利用劃線變阻器，接線時(shí)注意區(qū)分固定端和劃線端。電路中R1＝1

和R2＝20K比值懸殊注意不要接反，否則通過電流計(jì)電流將太大。7.半偏法測內(nèi)阻時(shí)要求保持第一分壓不變，調(diào)節(jié)劃線變阻器使光標(biāo)偏轉(zhuǎn)25格