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M 1和金属丝的扭力矩M 2平衡时，线圈将偏转一个角度，有以下关系：

g I BS N M 111= （1）

θD M -2 （2） 021=+M M （3）

由以上三式可知：

θ1

1BS N D

I g =

（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：

()L d

≈=+θθαθ22tan 2tan （5）

由（5）式和（4）式消去角度可得如下结论：

Kd d L

BS N D

I g ==

112 （6）

上式中的K 就是灵敏电流计的电流计常数，K 的倒数S 1称为电流计的灵敏度。而K 和S 1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：

R R NBS R

i out g θ

（7）

所受到的电磁阻尼矩为：

()()

d R R

NBS iNBS M out g

3 （8）由上式可见，电磁阻尼矩总是可外电阻有关的，因此，可以利用这一点在实际实验中让灵敏电流计指针迅速停下来。

可以发现，当外电阻为某个临界电阻值的时候，电磁阻尼矩在某个适当值，会使得指针迅速停下来（曲线Ⅲ）。如果阻尼矩稍大，线圈将缓慢的趋于平衡（曲线Ⅱ）；如果阻尼矩稍小，线圈将在平衡位置附近来回震荡（曲线Ⅰ）。如右图所示：

①当(取等于仪器铭牌所标值的4倍)较大时，则较小，线圈作振幅逐渐衰减的振动，反映光标需经较长时间，才能停在平衡位置，越大，越小，振动时间也越长，这种状态叫做阻尼振荡，或叫欠阻尼状态，如图8-2中曲线I ．

②当较小时(取=1/)，则较大，线圈缓慢地趋向平衡位置，且不越过平衡位置，越小，则越大，达到平衡位置的时间也越长，这种状态叫做过阻尼状态，如图8-2中曲线Ⅱ． ③当适当时，(取=)，线圈能很快达到平衡位置，且不振动，这是前两种状态的中间状态，叫做临界状态，如图(8-2)中曲线Ⅲ，这时外电路的电阻值，叫做外临界电阻，理论和实际测量都证明，使灵敏电流计工作在略微欠阻尼状态，线圈趋于平衡位置所需时间最短，于是，在实际工作中，往往使外电路的电阻略大于．

因此，实际中只需要选择合适的外电阻，使得电磁阻尼矩处于曲线Ⅲ所示的临界状态即可。

灵敏电流计都装有零点调节旋钮，调零时，它能保证电流计在水平位置向任何方向偏离不超过50时将光斑调整到标尺的零点上。三、实验测量原理：实验电路图如右图所示：

满足实验参数的条件下，有如下结论：数字式电压表示数ac U U ，并且

外R 外临R P 外R P 外R 外R 外临R P 外R P 外R 外R 外临R 外R 外R 外临

U U bc 1000

。流过灵敏电流计的电流：

Kn R R U I g

=+?=

10001 （9）在（9）式中，除了电流I 之外，有待测的阻g R 和电流计常数K 、

的是可以从电表上读出来和、n R U 。所以利用（9）式即可测量出待测的

阻g R 和电流计常数K ：

212

112U U R U R U R g --=

和g

R R U n K +?

=10001 （10）当U1=2U2时,R R =R ?2R 1?1

【实验仪器】

AC10/2型直流光点反射式检流计、滑线变阻器、电阻箱、直流稳压电源、数字式电压表、1Ω标准电阻等。

【实验数据】

标称值Rg=34Ω，分度值3.4E-8 A ·mm -1

（一） U1(V)

R1(Ω)

U2(V)

R2(Ω)

Rg （Ω）

K/A ·mm -1 0.11 27 0.22 93.4 38.4 3.31E-08 0.12 33.9 0.24 106.1 37.3 3.32E-08 0.13 39.4 0.26 121.1 41.3 3.18E-08 0.14 45.7 0.28 133.1 40.7 3.20E-08 0.15

51.4

0.3

145.4

41.6

3.19E-08

Rg=39.9Ω；K=3.24E-08 A ·mm-1

单次测量,忽略a 类不确定度，B 类u b /b=0.1 U1=u b1=27*0.1%=0.03Ω 同理U2=u b2=0.04Ω U g1=√R12+R22

=0.05

∴Rg=（38.4±0.05）Ω

阻值百分差E=13% 灵敏度百分差E`=5%

（二）回归法（作图法）

数据表相同

=621，截距a=?R R=?41.4。

得斜率b=R R

R R(R R+R R)

∴R g=41.4Ω；K=3.22E-8 A·mm-1

阻值百分差E=22% 灵敏度百分差E`=5%

（三）替代法

R=35.0Ω百分差E=2.9%

（四）观察灵敏电流计运动状态与外电阻的关系

R t(s)

R∞125

R=R临0.92

R=4R临 2.66

R=0 23

可以发现，在R∞和R=0时电流计指针归零所需时间远大于R R临时。

【误差分析】

出现问题：可发现替代法（三）中的结果与标称值较为接近，而（一）、（二）中实验结果与标称值偏差较大。

可能原因：1、分析电路图可发现测量电阻时，前者包含了单刀双掷开关的电阻，后者不包括。在实验中，更换开关进行实验时，是有发现电流大小有较为明显的变化，猜测单刀双掷开关的电阻不可忽略。同时，实验中闭合电流计两断开关（短接电流计）时，电流计示数不为0，猜测部分导线老化，电阻同样不可忽略。所得电阻包含了这两部分的电阻，所以使结果偏大。

实验3.2灵敏电流计实验误差分析

误差分析 1. 半片法测检流计内阻的误差讨论 1. 系统误差半偏法实验条件要求保持0U 不变，但实际上，“半偏”与“满偏”时2R 不同，0U 也不同，当将2R 调大时，与0R 并联的电路部分电阻阻值增大，该并联线以外的电阻值不变，因此，由欧姆定律可知，在0R 上的分压增大，即0U 与之前的0U 不同了，而我们在实验时，是将两次测得的0U 看成不变的值，这里即存在了系统误差，实验中采用尽量使得0U 的值达到电压表满偏的地方的方法，以减小由于读数的偶然误差而增加的误差。另外也可以证明02R R R g -≈。这里0R 为Ω001.，如果把2R 当作g R ，则有一个固定的系统误差，因此最后确定测量结果时应地这项系统误差进行修正。修正结果为：Ω=Ω-=-=1715411715502.).(R R R g 2. 由检流计灵敏阈所决定的误差1? 所谓灵敏阈指引起仪表的示值发生一可察觉变化的被测量的最小变化值。检流计的灵敏阈可取为0.2分度所对应的电流值。在检流计中当电流的改变小于灵敏阈时，我们一般很难察觉出光标读数的变化，这就给内阻的测量带来误差。测灵敏阈的方法是在调好半偏后，可以人为地增大2R 到)'R R (?+2，使光标偏转减小2个分度，从而推算出0.2分度所对应的电阻的改变值为0.1'R ?。故灵敏阈对内阻测量的影响约导致 Ω±=Ω?±=?±=?80202810101...'R .。 3. 由于电压U 波动所引起的误差2? 实验要求电压表V 的示值不变，而实际上电压可能有波动，而我们却察觉不出电压表指针的变化。这项误差可按电压表灵敏阈为0.2分度来考虑，即U 的相对误差约为0.2分度的电压值除以电压表的示值，可得半偏法： Ω ±=Ω???±=?±=?0367042020020201715722022../)..(./).(R g 电压表示值分度的电压值

惠斯登电桥实验报告模板

惠斯登电桥一、实验目的 1．掌握用惠斯登电桥测电阻的原理和方法 2．了解电桥灵敏度的概念与测量不确定度的关系二、实验原理、方法及步骤（适当抄取重要的）惠斯登电桥的原理如图1所示。如果B 、D 两点的电位相等，检流计中没有电流通过，此时电桥达到平衡。此时有 332 1kR R R R R x == （1）式子中，k = R 1/ R 2，称为比率臂的倍率，R 3 称为比较臂。式（1）称为电桥的平衡条件。由此测出未知电阻。三、实验仪器 QJ23型电桥，滑线式电桥，电阻箱，检流计，滑线变阻器，直流稳压电源等。四、实验数据及处理 1. 用滑线式惠斯登电桥测量电阻R x R x =735Ω A B C D 图1 D A C I x I 3 I 2 I 1

第四组数据 R x 的平均值为：Rx =8 .7392.7308.7230.7301.7344.7316.7302.726+++++++ =731.0Ω 相对误差：E = %100?-理理 R R R X =代入数据=0.54% （取两位有效数字）绝对不确定度：() Ω ==--=?∑=4) 1(1 2 代入数据n n R R t R n i X i （取一位有效数字）所以：R x =Rx R ?±=731±4(Ω) （结果的最后一位要和绝对不确定度对齐）仪器不确定度：Δ1=0.2%×90.8+0.002=0.18Ω≈0.2Ω Δ2=0.2%×8000+0. 2=16.2Ω≈2×10Ω Δ3=0.5%×98000+5=495Ω≈5×102Ω 所以：R x1=90.9±0.2Ω R x1=（8.00±0.02）×103Ω R x1=（9.80±0.05）×104Ω 五、思考题 1使用电桥时应该怎样保护灵敏电流计？答： 2用惠斯登电桥测量电阻时，为什么要将R 3，R x 的位置互换？为什么要改变电源的极性？答:

硅光电池伏安特性

实验项目：硅光电池伏安特性（综合设计 2-1）实验目的：了解硅光电池的基本特性，测出它的伏安特性曲线和光照特性曲线。实验仪器： DH-CGOP 型光敏传感器实验仪（包括灯泡盒，硅光电池 PHC，直流恒压源 DH-VC3，九孔板实验箱，电阻箱，导线）实验原理：硅光电池的工作原理光电转换器件主要是利用物质的光电效应，即当物质在一定频率的照射下，释放出光电子的现象。当光照射金属、金属氧化物或半导体材料的表面时，会被这些材料内的电子所吸收，如果光子的能量足够大，吸收光子后的电子可挣脱原子的束缚而溢出材料表面，这种电子称为光电子，这种现象称为光电子发射，又称为外光电效应。有些物质受到光照射时，其内部原子释放电子，但电子仍留在物体内部，使物体的导电性增强，这种现象称为内光电效应。光电二极管是典型的光电效应探测器，具有量子噪声低、响应快、使用方便等优点，广泛用于激光探测器。外加反偏电压与结内电场方向一致，当 PN 结及其附近被光照射时，就会产生载流子（即电子-空穴对）。结区内的电子-空穴对在势垒区电场的作用下，电子被拉向 N 区，空穴被拉向 P 区而形成光电流。同时势垒区一侧一个扩展长度内的光生载流子先向势垒区扩散，然后在势垒区电场的作用下也参与导电。当入射光强度变化时，光生载流子的浓度及通过外回路的光电流也随之发生相应的变化。这种变化在入射光强度很大的动态范围内仍能保持线性关系。硅光电池是一个大面积的光电二极管，它被设计用于把入射到它表面的光能转化为电能，因此，可用作光电探测器和光电池，被广泛用于太空和野外便携式仪器等的能源。光电池的基本结构如图 1 所示，当半导体 PN 结处于零偏或负偏时，在它们的结合面耗尽区存在一内电场。
图 1 光电池结构示意图
图1
光电池结构示意图

灵敏电流计的特性研究

实验九灵敏电流计的特性研究实验目的 1．了解灵敏电流计的工作原理． 2．掌握灵敏电流计内阻和灵敏度的测定方法． 3．观察灵敏电流计的三种动动状态．仪器与用具电源，复射式检流计，电压表，电阻箱，标准电阻，滑线变阻器，电子秒表等．实验原理 1．灵敏电流计的结构灵敏电流计是一种灵敏度很高的磁电系仪表，它主要用于较量式电磁测量中作指零器，也可用于测量微弱电流和电压，如测量光电流，生物电流，温差电势等．灵敏电流计的内部结构原理如图8-1所示，它与磁电系电流表相同，不同的是转动线圈轻而狭长，以减小其转动惯量，如图8-1所示为直流复射检流计，它是用经过几次反射后形成的光斑代替了指针，相当于指针式电表的指针大大加长了，指针越长，分辨本领越高，加之扭转系数很小的张丝，消除了摩擦，因此直流复射式检流计具有更高的灵敏度，一般达到108～1010分度·安-1(div ·A -1)灵敏度是灵敏电流计的一个重要参数，它的定义式为 g i I n S = (8-1) 式中n 为通过灵敏电流计的电流为g I 时，光标偏转的分格数 (或θ角)仪器铭牌上是用i S 的倒数i S C 1=安·格-1来表示，叫做电流常数．一般C ＝10-８～ 10-10安·格-1．据此，我们就可以从光标偏转的格数读出通过灵敏电流计的电流的大小．但是仪器经过长期使用、维修，这些常数是有变化的，使用前必须重新测量．图8—1 2．灵敏电流计的运动特性．使用中，我们发现，在某些情况下，当通过它的电流发生变化后，光标会来回摆动很久才逐渐停在新的平衡位置，如在这种状态下进行测量，就很费时间，而一般指针式电表就没有这个问题，一旦通电，指针很快平稳地摆到平衡位置，这是因为指针式电表内部设有阻尼装

灵敏电流计内阻及灵敏度的测量

【实验名称】灵敏电流计内阻和灵敏度的测量【实验目的】1．了解灵敏电流计的结构及工作原理。2．观察灵敏电流计在欠阻尼、过阻尼及临界阻尼条件下的三种运动状态。3．掌握测定灵敏电流计内阻和灵敏度的方法。【实验仪器】灵敏电流计、直流稳压电源、直流电压表、标准电阻、直流电阻箱、停表、单双刀开关。【实验原理】1．灵敏电流计的工作原理当线圈中通有电流I S 时，由于气隙磁场的作用而产生的电磁力矩推动线圈偏转。线圈在偏转过程中，支承它的张丝发生扭曲变形，同时产生与电磁力矩方向相反的弹性回复力矩，该力矩与线圈偏转角成正比。当这两个力矩大小相等时，线圈不再偏转而处于平衡位置a 0，此时有：NSBI g = D α0，式中N 为线圈的匝数，S 为线圈的面积，B 为线圈所在气隙处的磁感应强度，D 为张丝的扭转系数，这几个量均为灵敏电流计的固有参数。变换式（31-1）可得： s i g I S I D NSB ==0α。其中，D NSB S i 定义为电流计的电流灵敏度，其倒数i i S K 1=称为电流计常量。 2、灵敏电流计的内阻和电流灵敏度的测定灵敏电流计的内阻和灵敏度是电流计的两个重要参数，通过测量获取这两个参数的数值对于电流计的正确选用具有实际意义。测量线路如图31-3所示。由于灵敏电流计允许通过的电流，很小，所以采用了二级分压线路。下面推导测量公式。由图31-3可知，标准电阻R s 两端的电压U s 为： )(2g g s s s R R I R I U +==或：g s g s I R R R I +=2又： g g I R R R R V Is -++=) //(221其中，I s 和I g 分别为流过R s 和电流计的电流，V 是电压表的示值。考虑到R s 的值相对R 1很小，所以式（31-6）可近似为：g s I R V I -=1 ，即：V R a S R R R R i s g s 1 02)(++-=。或写成 bV a R +=2其中，10),(R a S R b R R a i s g s =+-=。【实验内容】测定灵敏电流计内阻和灵敏度（R g 、S i ）图31-3

太阳能电池基本特性测定实验

太阳能电池基本特性测定实验太阳能是一种新能源，对太阳能的充分利用可以解决人类日趋增长的能源需求问题。目前，太阳能的利用主要集中在热能和发电两方面。利用太阳能发电目前有两种方法，一是利用热能产生蒸气驱动发电机发电，二是太阳能电池。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。为此，我们尝试在普通物理实验中开设了太阳能电池的特性研究实验，介绍太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的普通物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值，能激发学生的学习兴趣。【实验目的】 1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线 2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，I 对U 变化关系，画出U I -曲线图；并测量太阳能电池的短路电流SC I 、开路电压OC U 、最大输出功率max P 及填充因子FF 3. 测量太阳能电池的短路电流SC I 与相对光强0J J 的关系，求出它们的近似函数关系。【实验仪器】光具座、滑块、白炽灯、太阳能电池、光功率计、遮光罩、电压表、电流表、电阻箱【实验原理】太阳能电池能够吸收光的能量，并将所吸收的光子的能量转化为电能。在没有光照时, 可将太阳能电池视为一个二极管,其正向偏压U 与通过的电流I 的关系为 ? ?? ? ??-=10nKT qU e I I (1) 其中0I 是二极管的反向饱和电流,n 是理想二极管参数,理论值为1。K 是玻尔兹曼常量,q 为电子的电荷量,T 为热力学温度。（可令nKT q =β ）由半导体理论知,二极管主要是由如图所示的能隙为V C E E -的半导体所构成。C E 为半导体导电带，V E 为半导体价电带。当入射光子能量大于能隙时，光子被半导体所吸收，并产生电子-空穴对。电子-空穴对受到二极管内电场的影响而产生光生电动势，这一现象称为光伏效应。

灵敏电流计的研究实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除灵敏电流计的研究实验报告篇一：实验十三灵敏电流计特性的研究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—10A）或微弱电压（约10—10V），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 -6 -10 -3 -6 图2.13.1检流计光路图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

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太阳能电池基本特性测定实验太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。太阳能电池根据所用材料的不同，可分为：硅太阳能电池、多元化合物薄膜太阳能电池、聚合物多层修饰电极型太阳能电池、纳米晶太阳能电池四大类，其中硅太阳能电池是目前发展最成熟的，在应用中居主导地位。硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为23%,规模生产时的效率为15%。在大规模应用和工业生产中仍占据主导地位，但由于单晶硅成本价格高，大幅度降低其成本很困难，为了节省硅材料，发展了多晶硅薄膜和非晶硅薄膜做为单晶硅太阳能电池的替代产品。多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。因此，多晶硅薄膜电池不久将会在太阳能电地市场上占据主导地位。非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。但受制于其材料引发的光电效率衰退效应，稳定性不高，直接影响了它的实际应用。太阳能的利用和太阳能电池的特性研究是21 世纪的热门课题，许多发达国家正投入大量人力物力对太阳能接收器进行研究。我们开设此太阳能电池的特性研究实验，通过实验了解太阳能电池的电学性质和光学性质，并对两种性质进行测量。该实验作为一个综合设计性的物理实验，联系科技开发实际，有一定的新颖性和实用价值。【实验目的】 1. 无光照时，测量太阳能电池的伏安特性曲线； UI U I曲线图；并测量太阳能变化关系，画出2. 有光照时，测量电池在不同负载电阻下，对IUP FF；及填充因子电池的短路电流、开路电压、最大输出功率SCaxOCm IU L的关系，求出它们的近似函数关系。与光照度 3. 测量太阳能电池的短路电流、开路电压SCOC 【实验仪器】白炽灯源、太阳能电池板、光照度计、电压表、电流表、滑线变阻器、稳压电源、单刀开关连接导线若干供参考．】【实验原理区，pn区流向结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由太阳光照在半导体

灵敏电流计特性的研究[1]

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灵敏电流计的研究摘要：本文主要是通过对灵敏电流计的原理进行了解，然后通过实验对相关量的测定，来求灵敏电流计的自由振荡周期、电流计的灵敏度和内阻，以及观察三种运动状态并无额定临界阻尼。关键词：实验目的实验原理实验步骤实验数据处理讨论【实验目的】 1.了解灵敏电流计的工作原理，并观察在阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态。 2.掌握测定灵敏电流计、内阻的方法。 3.学习正确使用灵敏电流计 4.了解灵敏电流计的结构和工作原理【实验仪器】灵敏电流计直流电阻箱直流电压表标准电阻箱直流电源标准电阻器双刀双掷开关单刀开关秒表【实验原理】 1.电流计的构造与灵敏度灵敏电流计是一种高灵敏度的磁电式仪表，可以测量7 10-～12 10 -A 的微小电流。在精密测量中，除用它来测量微小电流外，还可用作检流计，以检测电路中是否有微小电流通过。分为指针式和光点式两种。复射式灵敏电流计称光点反射式电流计，由于用了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，就会使它有明显的偏转，因而它比一般的电流表要灵敏得多，可以测量 610-～1110-A 范围的微弱电流和 310-～810- V 范围的微小电压，如光电流、物理电流、温差电动势等；更常用来作检流计，在电桥、电位差计中作为指零仪。灵敏电流计是磁电式仪表。用金属丝E （称为张丝）绷紧可转动线圈。由于用张丝代替了普通的转轴和轴承、曲调了机械摩擦，使电表的灵敏度大大提高。在动圈上固定有小镜m （见图1）它把装在电流计前部小灯泡射来的光反射到标尺上并形成一个光斑。当电流流进线圈时线圈带动小镜转动。设转角为θ（见图2）反射光线将转过2θ角，光斑在标尺上移动距离n=2l θ(l 为小镜m 至标尺的距离)由n 可测出电流的大小。由于用没有重量的光指针代替普通电表的金属指针，相当于大大加长了指针的长度，进一步提高了电表的灵敏度。这就是“光电检流计”。 n 用毫米作单位，它正比于流过线圈的电流I=kn ，称k 为电流计常数，单位是A/mm ，即光移动1mm 所对应的电流数值，一般由制造厂家给出。k 的倒数S=1/k 称为电流灵敏度。

灵敏电流计使用说明

灵敏电流计使用说明一、概述 J0409型灵敏电流计具有测量机构灵敏度高、结构合理、使用方便等特点，可供中学物理分组实验用，检查判定直流电路中是否存在微弱的电流或电势差用，同时也可用于某些演示实验时的演示电流计无法测量其电流或电势差上使用。二、结构 J0409型灵敏电流计主要由测量结构、测量线路、外壳等组成。测量机构采用磁电系仪表结构，即由永久磁铁、磁轭、软铁芯组成的均匀辐射永久磁场，磁场中装有一个能绕中心轴线旋转线圈，线圈轴两端上焊有游丝，其中一端装有指示器、标度盘、机械零位调节臂均固定在支架上。整个测量机构装在斜坡形表壳内，罩框表壳采用塑料注塑制成。在靠近罩框中间有一机械零位调节器，接线端钮下的指示标牌有正、负极接线位置、相应的测量范围和内部电路图。J0409型灵敏电流计的电路图见图所示：三、主要技术指标： 1、准确度等级：2.5级。即在规定使用条件，最大误差不超过满刻度值的±2.5%； 2、灵敏度：-300～0～300μA； 3、内阻：G0：80～125Ω；G1：2.4～3KΩ； 4、使用条件：A1组，即在工作温度为0～40℃，相对湿度不大于85%; 5、防外磁场标称范围极限值：397.89A/m； 6、阻尼时间：＜4s； 7、绝缘强度：经受500V正弦交流电压历时1min的试验。 8、标准代号：JY0330-1993； 9、外形尺寸：138㎜×100㎜×97㎜； 10、重量：210g； 11、标度盘上符号说明：（1） 2.5 表示准确度等级为2.5级; （2）∠45°表示标度盘相对水平面倾斜45°。（3）G 表示灵敏电流计；（4）表示磁电系电表；（5）☆表示试验电压为500V。四、使用 1、使用前先检查指示器是否对准零位，如有偏移，可调节机械零位调节器，使指示器指向零位。 2、使用灵敏电流计检查被测电路中微弱电流时，可直接串联在被测电路中，从电流计指示器是否偏转判定电路中有无电流通过，电流的方向在电流计内是从正接线端钮到负接线端钮上，如指示器向左偏转，则表明电流方向由负接线端钮到正接线端钮上。 3、使用灵敏电流计检查被测电路中两点间是否存在电势差时，可直接并联在被测电路中待测的两点上，根据指示器的偏转来判定电路中两点间是否存在着电势差，并且可以根据指示器偏转的方向来判定两点电势的高低。 4、灵敏电流计只可用于检查判定被测电路中是否存在着电流或电势差，不能测定其电流强度或电势差的准确数值。 1、在任何状态下，不允许通过灵敏电流计的电流强度超过其满刻度的电流值。 2、切勿将灵敏电流计误作安培计或伏特计而接入电路中。 3、仪表附近不能有强大磁场存在，以免损坏测量机构，影响读数。 4、仪表应避免敲击、碰撞和震动，以防损害内部结构。 5、使用中发生异常噪音、气味、烟雾，应即切断电源停止使用。 6、仪表出厂前经校准检验，不得随意拆开。 7、仪表使用完毕，应存放于干燥通风处，谨防受潮及腐蚀性有害气体侵蚀。 8、非专业修理人员，请勿将表拆开，以免造成不必要的损坏。

惠斯通电桥测电阻实验报告

肇庆学院肇庆学院电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告级班组实验合作者实验日期姓名: 学号老师评定实验题目：惠斯通电桥测电阻实验目的： 1．了解电桥测电阻的原理和特点。 2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3．测出若干个未知电阻的阻值。 1．桥式电路的基本结构。电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。 2．电桥平衡的条件。惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4 要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。 3．自组电桥不等臂误差的消除。实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’ 4值，两次测量，电桥平衡后分别有： 43 2R R R R x ?= ' 42 3R R R R x ?= 联立两式得： ' 44R R R x ?= 由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。 4．电桥灵敏度电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时，电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中，为了便于灵敏度 I 2 I x c

实验五、灵敏电流计特性的研究.

实验五、灵敏电流计特性的研究灵敏电流计是一种用途十分广泛的高灵敏度的直读式磁电式仪表。它常常用来测量微弱电流(10510~10--A)，如生理电流、光电流等。还可用它来测量微弱电压（6510~10--V ），如温差电动势等。正因为灵敏电流计有较高的灵敏度，所以常用它做为电桥和电位差计中的平衡指示仪（也称检流计）。灵敏电流计在获得高灵敏度的同时，伴随带来了如何控制电流计指示迅速稳定和迅速回零的问题，因此，有必要了解灵敏电流计线圈在磁场中的运动特性，最佳工作状态，以及它的内阻和灵敏度等。灵敏电流计的种类较多，现以常用的直流复射式检流计（AC15型）为例，了解灵敏电流计的基本构造、工作原理、主要参数的测定及正确使用方法。实验目的（1）了解灵敏电流计的构造和工作原理。（2）并观察在过阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态。（3）掌握测定灵敏电流计内阻和灵敏度的方法。（4）学习正确使用灵敏电流计的方法。仪器和用具 AC15型直流复射式灵敏电流计、ZX21直流电阻箱（2个）、DM －V 9数字电压表、BZ3标准电阻器（1Ω）、WYT －10直流电源、BX －7型滑线变阻器（0~100Ω）、双刀双掷开关(1个) 、单刀双掷开关（2个）、秒表（1块），fx-3600p 计算器。实验原理一、灵敏电流计的构造原理灵敏电流计的构造如（图1）所示。它由一个多匝线圈和永久磁铁组成，线圈用上下两根很细且有弹性的金属丝（扁铍青铜丝），铅直悬挂在永久磁铁与圆柱形软铁所形成的匀强磁场的空隙中。线圈可以以金属丝为轴转动，上下两根金属丝分别为线圈两端电流引入线，由于用金属丝代替了变通磁电式仪表线框上的转动轴和轴承，减少了摩擦，从而大大提高了灵敏电流计的灵敏度。在灵敏电流计中，线圈通电转动的角度不用指针来指示，而采用光学放大的方法来指示，如（图2）所示，在线圈上端的金属丝装置了一个小平面镜M ，由光源S 向这小镜M 射来一束定向的聚焦平行光。这束光经小镜M 反射后，投影到以转轴OO ˊ为中心的弧形标尺BD 上，并形成一个有黑色准线象的光标（以下简称光标），当有微弱电流通过线圈，线圈在磁场中磁力作用下，和小镜M 一起转过θ角时，光标则转过2θ角，光标中央的黑色准线象在标尺上移动的距离为 θl d 2= (1)

实验报告电桥测电阻实验报告

实验题目：惠斯通电桥测电阻实验目的： 1．了解电桥测电阻的原理和特点。 2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。 3．测出若干个未知电阻的阻值。实验仪器实验原理： 1．桥式电路的基本结构。电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R 2和R 3，比较臂R 4，待测臂R x ），“桥”——平衡指示器（检流计）G 和工作电源E 。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器R G （滑线变阻器）。 2．电桥平衡的条件。惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R 2、R 3、R 4、和R x ）、一个“桥”（b 、d 间所接的灵敏电流计）和一个电源E 组成。b 、d 间接有灵敏电流计G 。当b 、d 两点电位相等时，灵敏电流计G 中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b 、d 两点电位相等。此时有 U ab =U ad ，U bc =U dc ，由于平衡时0=g I ，所以b 、d 间相当于断路，故有 I 4=I 3 I x =I 2 所以 44R I R I x x = 2233R I R I = 可得 x R R R R 324= 或 43 2R R R R x = 一般把 K R R =3 2 称为“倍率”或“比率”，于是 R x =KR 4 要使电桥平衡，一般固定比率K ，调节R 4使电桥达到平衡。 3．自组电桥不等臂误差的消除。实验中自组电桥的比例臂（R 2和R 3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R 2与R 3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R 4值，然后将R 2与R 3的位置互相交换（也可将R x 与R 4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R ’4值，两次测量，电桥平衡后分别 R 2 R x B C

关于灵敏电流计内阻的研究

关于灵敏电流计内阻的研究【摘要】本文通过误差分析和实验数据对比，依据多点测量取平均的原理，对传统的测量方法进行改进，提出了一种近几年开始应用的测量灵敏电流计内阻的新方法。【关键词】灵敏电流计的使用内阻研究方法灵敏电流计内阻测定是大学物理实验中电学的常规实验，其内阻是一个重要的电学参量。过去，都假定灵敏电流计处于理想工作状态，一般采用半偏法进行测量，但从我们多年教学实践的情况来看，这种方法测得的内阻或大或小，误差较大，重复性差，不利于学生对误差理论知识的巩固和实践，本文通过对半偏法测定灵敏电流计内阻存在的问题，提出了用变偏法测定电流计内阻的一种方法。 1 电流表的使用方法 1.1 三个按键功能说明（1）“—”键：设定/确认/提取功能键。该键的作用是进入仪表的设定状态、提取出原存的设定值，待新的设定值修改完成后再按该键确认修改有效并存入仪表内存，随即再提取出下一个设定值。（2）“∧”键：显示数据加1/显示窗口切换功能键。在设定状态下单次按该键使数据加1；按住该键不动，显示值将快速增加，松手后停止。在显示状态下（显示测量值）按该键切换显示窗口：测量值/上行程电流最大值/下行程电流最大值/百分比；1）“HA”灯“LA”灯都不亮显示测量值；2）“HA”灯亮显示上行程电流最大记录值；3）“LA”灯亮显示下行程电流最大记录值；4）HA”灯“LA”灯同时亮显示下行程电流最大值与上行程电流最大值的百分比。（3）“∨”键：显示数据减1/清零功能。在设定状态下单次按该键使数据减1；按住该键不动，显示值将快速减少，松手后停止。在显示状态下按住该键5——6秒等上下限灯同时亮后，则上行程电流最大记录值、下行程电流最大记录值、百分比值都同时被清零。 1.2 仪表参数的设定在显示状态下按下“—”键显示窗将显示“C109”。“C”是密码的提示符，“109”是密码的基数值，按“∧”和“∨”键将“109”修改成“123”，再按“—”键，即进入设定状态。在此状态下可以修改百分比设定值和误差修正值，百分比设定值的提示符为“P”，误差修正值的提示符为“E”。 1.3 仪表的信号输入

高中《研究电磁感应现象实验报告》

高中《研究电磁感应现象实验报告》班级学号姓名一、实验目的 1、练习使用灵敏电流计。 2、研究线圈中感应电流的方向与穿过线圈磁通量变化的关系。二、实验器材灵敏电流计，原副线圈，滑动变阻器，电键、导线若干，电源，条形磁铁。三、实验原理穿过闭合回路的磁通量发生变化时会产生感应电流。四、实验准备过程 1、查看电流表的指针的偏转方向和电流流入电流表的方向之间的关系。 2、查明原副线圈的绕向。五、实验步骤与要求 1、将所给的实验元件连成电路图。 2、将开关闭合或改变滑动变阻器的值观察有无感应电流产生。 3、观察滑动变阻器改变的快慢不同，感应电流的大小是否相同。 4、观察电键闭合与断开产生的感应电流方向是否相同。六、实验注意事项 1、电路连接要正确。 2、每一个操作步骤间要有停顿，以便观察电流表指针的摆动情况。

3、实验时不要超过灵敏电流计的量程。 4、实验操作中动作尽量迅速，效果会比较明显。七、实验过程 1、连好下列电路图（用铅笔代替导线） 2、将滑动变阻器滑到电阻较小的一端，迅速闭合开关，并同时观察实验现象，断开开关时现象又如何 3、闭合开关，将滑动变阻器的滑动端移动时观察电流计的指针偏转。结论：当闭合回路的发生变化时，会产生感应电流。八、综合练习： 1、如图所示，线圈两端接在电流表上组成闭合电路，在下列情况中，电流表指针不发生偏转的是（） A、线圈不动，磁铁插入线圈的过程中 B、线圈不动，磁铁拔出线圈的过程中 C、磁铁插在线圈内不动 D、磁铁不动，线圈上下移动 2、如图所示，矩形线框abcd的一边ad恰与长直导线重S N

合(互相绝缘)．现使线框绕不同的轴转动，能使框中产生感应电流的是（） A．绕ad边为轴转动 B．绕OO'为轴转动 C．绕bc边为轴转动 D．绕ab边为轴转动 3、关于“研究电磁感应现象”实验的注意事项，下列说法中错误的是（） A、原副线圈接入电路前，应查清其绕制方向 B、原线圈电阻很小，通电时间不宜过长 C、无论用什么方法使电流计指针偏转，都不能使表针偏转角度过大 D、在查明电流计电流方向跟指针偏转方向的关系时，应直接将电源两极和电流表两接线柱连接 4、图是判断电流表中电流方向和指针偏转方向关系的一种电路，下列说法中正确的是（） A、r的作用是分流 B、r的作用是分压 C、R的作用是分流 D、R的作用是分压 5、已知电流从电流计的“+”接线柱流入时，指针向右偏转，在如图所示的装置中，下列判断正确的是（） A、合上S，将A插入B过程中，指针向右偏转

灵敏电流计的研究

选六灵敏电流计的研究一、目的要求通过测量灵敏电流计的电流常熟、内阻、临界阻尼等对电流计的构造、运动状态等有所了解。要求达到： 1．了解灵敏电流计的构造； 2．掌握控制灵敏电流计运动状态的方法； 3．学会等偏转法测量光电检流计的内阻和电流常熟； 4．会根据光电的运动状态来测定外临界阻尼； 5．熟悉用最小二乘法处理实验数据。二、仪器设备光点检流计、伏特计、滑线变阻器、标准电阻、稳压电源、停表。三、原理灵敏电流计是一种用来测量微弱电流（10-6~10-9A）的高灵敏度仪表，常用作检流计。 1．构造灵敏电流计是磁电式仪表。用金属丝E（称为张丝）绷紧可转动线圈。由于用张丝代替了普通的转轴和轴承、曲调了机械摩擦，使电表的灵敏度大大提高。在动圈上固定有小镜m （见图1）它把装在电流计前部小灯泡射来的光反射到标尺上并形成一个光斑。当电流流进线圈时线圈带动小镜转动。设转角为α（见图2）反射光线将转过2α角，光斑在标尺上移动距离n=2lα(l为小镜m至标尺的距离)由n可测出电流的大小。由于用没有重量的光指针代替普通电表的金属指针，相当于大大加长了指针的长度，进一步提高了电表的灵敏度。这就是“光电检流计”。 n用毫米作单位，它正比于流过线圈的电流I=kn，称k为电流计常数，单位是A/mm，即光移动1mm所对应的电流数值，一般由制造厂家给出。k的倒数S=1/k称为电流灵敏度。图1 图2 2．电流计的运动状态：灵敏电流计可动部分的运动特性（可动部分的阻尼情况）与它是否能迅速、准确地读取示值是密切相关的。在高灵敏度的磁电式检流机种，由于需要匝数多的动框和小的空气隙，必须采用无骨架的动框，可动部分的阻尼作用只有动框来担任。这时在某些条件下它能保证有良好的阻尼，但在另一些条件下阻尼并不好。为了研究在各种使用条件下见流计的状况，必须间就他的可动部分在运动过程中的情况。根据研究结论，在实际使用检流计时刻以加接一些外部线路，利用点磁阻尼来控制线圈的运动状态，使光斑能迅速停在平衡位置上，缩短

实验报告：练习使用多用电表

实验报告：练习使用多用电表班级姓名学号时间等次一、实验目的： 1.会使用多用电表测量、电流和 2.会使用多用电表测量二极管的，并据此判断二极管的。 3.会使用多用电表探索黑箱中的电学元件．二、实验原理：欧姆表：欧姆表由灵敏电流计表头、电池、变阻器改装而成，欧姆表内阻就是这三部分电阻的串联阻值，根据闭合电路欧姆定律：x g R R R r E I +++=)(0 电流I 与x R 有一一对应关系，就可测出不同的电阻。可画出其内部如图1所示：多用电表：电流表和电压表都是由灵敏电流计表头改装来的，所以欧姆表、电流表和电压表可以公用一个表头改装成一个多用电表。三实验器材: 多用电表、直流电源、开关、导线若干、小电珠、二极管、定值电阻．电学黑箱四、实验步骤 1．观察多用电表的外形，认识选择开关的测量项目及量程． 2．检查电表的指针是否停在表盘刻度端的零位置，若不指零，则可用小螺丝刀进行机械调。 3．将、表笔分别插入“＋”“－”插孔． 4．如图甲所示连好电路，将多用电表选择开关置于直流挡，测小电珠两端的电压． 5．如图乙所示连好电路，将选择开关置于直流挡，测量通过小电珠的电流． 6．利用多用电表的欧姆挡测三个定值电阻的阻值，比较测量值和真实值的误差． 7．研究二极管的单向导电性，利用多用电表的欧姆挡测二极管两个引线间的电阻，确定正负极． 8．探索黑箱内的电学元件．1．元件与现象图1

五:实验过程： 1、测量小灯泡两端电压： ①按照甲电路图连接电池、开关、变阻器、小灯泡。 ②将多用电表选择开关调至档，为了安全先选择最大量程，试测以后再选择合适的量程。 ③通过两个表笔将多用电表与小灯泡联在一起，读出小灯泡两端电压为伏。 2、测量小灯泡中的电流： ①将多用电表选择开关调至档，为了安全先选择最大量程，试测以后再选择合适的量程。 ②通过两个表笔将多用电表与小灯泡联在一起，读出小灯泡两端电压为伏。 ③通过两个表笔将多用电表与小灯泡联，读出小灯泡中通过的电流为安。 3.测量定值电阻： ①将多用电表的、表笔分别插入+、-插孔，选择开关旋至（“Ω”）档。 ②将两个表笔在一起，调节旋钮，直至指针指到侧0位置。 ③测量电阻并读出数据。R= Ω ④如果测量另一电阻时改变了量程，必须重新进行。 4、测量二极管的正反向电阻： ①将多用电表选择开关调至档，并选择×10或×100的档位。 ②将两个表笔在一起，调节旋钮，直至指针指到侧0位置。 ③用右手像握筷子那样抓住两表笔，接触到左手拿的二极管两端的电极。 ④测量出二极管的电阻并读出数据。 R= Ω，说明现在连接黑表笔的是二极管的极。 ⑤将多用电表选择开关调至×100或×10的档位。并将二极管电极颠倒，重新测量。 R= Ω，说明现在连接黑表笔的是二极管的极。 5.探索黑箱内的电学元件

太阳能电池伏安特性曲线实验报告概要

太阳能光伏发电应用技术实验项目：太阳能电池伏安特性曲线专业年级： 2014级电子科学与技术学生姓名：学号： 146711000 指导老师：成绩：福建农林大学金山学院信息与机电工程系 2017年 6月 18日

一、实验目的 (1) 二、实验要求 (1) 三、实验仪器设备 (1) 四、实验原理 (1) 1、太阳能电池工作原理 (2) 2、太阳能电池等效电路图 (2) 3、伏安特性曲线 (2) 五、实验内容与步骤 (4) 1、实验内容 (4) 2、实验步骤 (4) 最大输出功率与入射角的关系测试 (7) 六、实验分析与实验总结 (10)

一、实验目的 1、了解并掌握光伏发电系统的原理 2、了解并掌握光伏发电系统的组成，学习太阳能发电系统的装配 3、了解并掌握太阳能电池的工作原理及其应用二、实验要求 1、熟悉光伏发电系统的功能。 2、测量太阳能电池板的不同距离下开路电压、短路电流、并算出填充因子及绘出功率曲线三、实验仪器设备 1、太阳能电池板 2、光源 3、可调电阻 4、2台万用表四、实验原理太阳能电池结构图

1、太阳能电池工作原理光照下，P-N结将产生光生伏特效应。当入射光能量大于导体材料的禁带宽度时，光子在表面一定深度的范围内被吸收，并在结区及其附近的空间激发电子空穴对。此时，空间电荷区内的光生电子和空穴分离，P-N结附近扩散长度范围内的光生载流子扩散到空间电荷区。P区的电子在电场作用下漂移到N区，N区的空穴漂移到P区，产生光生电流。光生载流子的漂移并堆积形成与结电场方向相反的电场及正向结电流。当光生电流和正向结电流相等时，P-N结建立稳定的电势差，即光生电压。 2、太阳能电池等效电路图为了进一步分析太阳能电池的特点，可以使用一个等效电路来表现太阳能电池的工作情况，等效电路图如图所示。电路由一个理想恒流源IL，一个串联电阻Rs，一个并联电阻Rsn，以及理想因子分别为1和2的两个二极管D1和D2组成。太阳能电池等效电路图 3、伏安特性曲线根据伏安特性曲线的数据，可以计算出太阳能电池性能的重要参数，包括开路电压、短路电流、最大输出功率、最佳输出电压、最佳输出电流、填充因子、太阳能电池光电转换效率，串联电阻以及并联电阻。下面对这些参数进行具体的解释。

实验七灵敏电流计特性的研究

实验七灵敏电流计特性的研究实验七灵敏电流计特性的研究一、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（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在使用灵敏电流计时，我们常会看到，当通过灵敏电流计的电流发生变化时，光标会摆动很久才逐渐地停在新的平衡位置上，这时读数很费时间。一般指针式电表由于内部装有磁阻尼线圈，通电后指针很快摆到平衡位置上，而不来回摆动。灵敏电流计却不可以用这种方法，它的阻尼问题需要借助于外电路来解决，因此需要研究灵敏电流计线圈运动的阻尼问题。根据电磁感应定律，线圈在磁场中运动，由于切割磁力线而产生感应电动势，相应的感应电流与磁场相互作用而产生阻止线圈运动的电磁阻尼力矩，它的大小与回路的总电阻（电流计内阻与外电阻之和）成反比，即（30-2）由上式可见，通过调节外电路电阻的大小，就可控制阻尼力矩的大小，从而控制线圈的运动状态。 ⑴.当较大时，较小，线圈作来回减幅振动，需要经过较长时

(整理)太阳能电池各电性能参数-草稿.

太阳能电池各电性能参数的本质及工艺意义 ?武宇涛 ? 电性能参数主要有：V oc,Isc,Rs,Rsh,FF,Eff,Irev1,… 电性能参数在生产过程中尤其是在实时的生产控制现场，非常及时地反映了整个生产线生产工艺尤其是后道工序的动态变化情况，为我们对产线的控制及生产设备工艺参数的实时调节起到了非常重要的参考作用。从可控性难易角度来说，V oc,Rs,Rsh,主要和原材料及生产工艺的本身特征相关，与工艺现场的调控波动性关系不是特别紧密，可称之为长程可控参数。而Isc,FF, Irev1与工艺现场的调控联系紧密，对各调控参数比较敏感，可称之为短程可控参数。当然我们最关心的是效率Eff。而Eff则是以上所有参数的综合表现。太阳能电池的理论基础建立在以下几个经典公式之上： Voc=(KT/q)×ln(Isc/Io+1) Voc=(KT/q)×ln(N aNd/ni2) 1 2 FF=Pm/(Voc×Isc)=Vm×Im/ (Voc×Isc) 3 4

Eff=Pm/(APin)=FF×Voc×Isc/APin=FF×Voc×Jsc/Pin 5 图-1太阳能电池的I-V曲线图-2太阳能电池等效电路从上面5式我们可以看到，与效率直接相关的电性能参数主要有：FF，Voc, Isc。在生产中我们还比较关心暗电流情况：Irev1，由1式可以看出，它与Voc有比较紧密地联系（实际也是这样的）。为了更好地说明各参数间的联系，这里先录用几组数据如下：

表-1 线别Uoc Isc FF Rs Rsh EFF Irev>6>16%Isc>8.2Voc>620FF>78 P156(71)0.6188.2177.20.00381816.11%0.17%78.73%56.2%33.1% 1.3% P156(62)0.6168.2176.60.00413315.92%0.53%56.06%55.2%18.1%0.4% E-CELL(LY)0.6277.2978.10.00312914.68% 1.23%40.03%20.3%69.8%65.8% 以上P156均系LDK片源。 1，Voc 由于光生电子-空穴对在内建场的作用下分别被收集到耗尽层的两端，从而形成电势。所以我们认为Voc是内建电场即PN 结扫集电流的能力的直观表现。由上面公式1所反映，Voc主要与电池片的参杂浓度(Nd)相关。对于宽△Eg的电池材料，相对会有比较高的Voc；但△Eg过高，又会导致光吸收效率的迅速下降（主要是长波段响应降低），使Isc是降低,所以需要找到一个最佳掺杂深度值。另一方面，高参杂又会引入更多的复合中心，使复合电流增加，同样也降低了Voc。所以在没有引起复合电流增加或者其增量比较小的前提下，参杂浓度的提高对Voc总是有益的。在上表所示的三种成品电池片中，P156的片子与E-CELL 片子Voc有着显著的不同，这显然是由于冶金级硅的杂质浓度过大导致的。而对于62栅线和71栅线的电池片，由于其总体参杂浓度并没有显著的改变，所以其开压并没有显著差别。从上表还可以看出,E-CELL电池的Isc已经比比另两者有显著降低,我们可以认为对于P156的正常多晶硅电池片其Voc在620mv左右达