检流计的特性研究

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思考题电学元件的伏安特性研究

思考题电学元件的伏安特性研究

图8 测二极管的反向伏安特性
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电学元件的伏安特性研究
五.选修实验内容
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五.选修实验内容
电学元件的伏安特性研究
六.数据记录及处理 以上各实验内容的相关数据自行设计表格
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六.数据记录及处理
电学元件的伏安特性研究
七.思考题
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七.思考题
图3(b)电流表外接
电学元件的伏安特性研究
三.实验原理
2.伏安法测线性电阻
如图4所示
电学元件的伏安特性研究
三.实验原理
2.伏安法测线性电阻
(a)电流表内接
(b)电流表外接
图4
电表内阻对特性曲线的影响
如图4所示
电学元件的伏安特性研究
三.实验原理
2.伏安法测线性电阻
(a)电流表内接
(b)电流表外接 图3 伏安法测线性电阻
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一.实验目的
电学元件的伏安特性研究
二.仪器和用具 电阻 二极管 小灯泡 毫安表 微安表 电压表 电键 万用表 检流计 滑线变阻器 返回 双路直流稳压电源 导线等
二.仪器和用具
电学元件的伏安特性研究
三.实验原理
1. 电学元件的伏安特性 在电学元件两端加上直流电压,元件内部即有电流通过, 电流随电压变化的关系称为电学元件的伏安特性。 若元件两端的电压与通过它的电流成正比,这类元件称为 线性元件,如碳膜电阻、金属膜电阻等是线性电阻, 它的阻值与外加电压的大小和方向无关,线性电阻 的伏安特性是一条直线, 如图1所示。
三.实验原理
4.电表内阻给电阻测量引进的系统误差分析
电学元件的伏安特性研究
三.实验原理
5.补偿法测电压
电压表接入电路会分掉部分电流,电压表内阻越小则分流越大, 电压测量值的误差就越大,因此实际中应尽可能选用大量程档 以减少电压表分流的影响。 但是电压表内阻不可能无限大,同时在很多情况需要较精确测定小电压, 为此,我们可用补偿法进行电压测量,如图5所示。

大学物理实验预习思考题答案

大学物理实验预习思考题答案

2.用模拟法测绘静电场【预习思考题】1.用电流场模拟静电场的理论依据是什么?模拟的条件是什么?用电流场模拟静电场的理论依据是:对稳恒场而言,微分方程及边界条件唯一地决定了场的结构或分布,若两种场满足相同的微分方程及边界条件,则它们的结构也必然相同,静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程,只要使他们满足形式相同的边界条件,则两者必定有相同的场结构。

模拟的条件是:稳恒电流场中的电极形状应与被模拟的静电场中的带电体几何形状相同;稳恒电流场中的导电介质是不良导体且电导率分布均匀,并满足σ极>>σ介以保证电流场中的电极(良导体)的表面也近似是一个等势面;模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。

2.等势线和电场线之间有何关系?等势线和电场线处处相互垂直。

3.在测绘电场时,导电微晶边界处的电流是如何流动的?此处的电场线和等势线与边界有什么关系?它们对被测绘的电场有什么影响?在测绘电场时,导电微晶边界处的电流为0。

此处的电场线垂直于边界,而等势线平行于边界。

这导致被测绘的电场在近边界处受边界形状影响产生变形,不能表现出电场在无限空间中的分布特性。

【分析讨论题】1.如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状是否发生变化?电场强度和电势分布是否发生变化?为什么?如果电源电压增大一倍,等势线和电场线的形状没有发生变化,但电场强度增强,电势的分布更为密集。

因为边界条件和导电介质都没有变化,所以电场的空间分布形状就不会变化,等势线和电场线的形状也就不会发生变化,但两电极间的电势差增大,等势线的分布就更为密集,相应的电场强度就会增加。

2.在测绘长直同轴圆柱面的电场时,什么因素会使等势线偏离圆形?测绘长直同轴圆柱面的电场时测到的等势线偏离圆形,可能的原因有:电极形状偏离圆形,导电介质分布不均匀,测量时的偶然误差等等。

3.从对长直同轴圆柱面的等势线的定量分析看,测得的等势线半径和理论值相比是偏大还是偏小?有哪些可能的原因导致这样的结果?⑴偏大,可能原因有电极直径测量偏大,外环电极表面有氧化层产生附加电阻,电压标示器件显示偏大等;⑵偏小,可能原因有电极直径测量偏小,中心电极表面有氧化层产生附加电阻,电压标示器件显示偏小等。

灵敏检流计的误差分析

灵敏检流计的误差分析

灵敏检流计的误差分析张倩;李宏娟【摘要】灵敏检流计内阻的测量是电磁学实验中的一个常规实验,在实验过程中,测量得到的内阻误差往往较大.文章就灵敏检流计的测量原理和误差产生的原因进行分析和讨论,提出了减小测量误差的具体措施,在一定程度上提高了内阻的测量精度.【期刊名称】《廊坊师范学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(017)004【总页数】2页(P47-48)【关键词】灵敏检流计;内阻;误差【作者】张倩;李宏娟【作者单位】廊坊师范学院,河北廊坊065000;廊坊师范学院,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TM934.1灵敏检流计是一种重要的电学测量仪器,它具有灵敏度高的优点,一般用来检测闭合回路中的微弱电流(约10-6~10-10A)或微弱电压(约10-3~10-6V),如光电流、温差电动势等。

在实验中常用作电桥测量、温差电偶、电磁感应及光电效应等。

常见的灵敏检流计又分为指针式、臂架式和光标式[1],本文讨论光标式检流计。

测量电路如图1所示,当K2合向①,电源电压经R0分压后的电压U由特性表测出,再经Ra、Rb第二次分压加到电阻箱R和电流计G上,使电流计偏转一定的数值[2]。

Ra取值较大,Rb取很小的值,(Rg+R)一般选取几百欧姆。

在计算Rb两端的电压U′时,因为(Rg+R)>>Rb,且 Ra>>Rb,Rb′是 bc 间的电阻应为Rb与(Rg+R)的并联值,故通过电流计的电流其中,K为检流计常数,d为光斑的位移。

检流计的电流常数K是由检流计本身的结构决定的,单位是A/mm,在数值上等于光标移动一个单位长度通过检流计的电流值。

K值越小,检流计的电流灵敏度越高。

由于通过线圈的电流Ig与光斑位移d成正比,即那么它的倒数即电流灵敏度就有测量采用等偏法,即当U=U1时,调R=R1,使电流计偏转至一定的数值d(例如偏50mm),以后改变电压至U2同时调节R使电流计偏转数不变。

这样可取得一系列U与R的对应数据,即:利用测量的这些数据及公式即可求出Rg和Si的数值。

热敏电阻温度特性试验实验数据处理

热敏电阻温度特性试验实验数据处理

热敏电阻温度特性试验实验数据处理一、实验目的了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理,学习惠斯通电桥的原理及使用方法,学习坐标变换、曲线改直的技巧。

二、实验所用仪器及使用方法直流单臂电桥、检流计、待测热敏电阻和温度计、调压器。

三、实验原理半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为:A,B是与半导体材料有关的常数,T为绝对温度,根据定义,电阻温度系数为:R是在温度为t时的电阻值。

惠斯通电桥的工作原理t如图所示:四个电阻R0,R1,R2,Rx组成一个四边形,即电桥的四个臂,其中Rx就是待测电阻。

在四边形的一对对角A和C之间连接电源,而在另一对对角B和D之间接入检流计G。

当B和D两点电位相等时,G中无电流通过,电桥便达到了平衡。

平衡时必有Rx = (R1/R2)·R0,(R1/R2)和R0都已知,Rx即可求出。

电桥灵敏度的定义为:式中ΔRx指的是在电桥平衡后Rx的微小改变量,Δn越大,说明电桥灵敏度越高。

实验仪器四、实验所测数据•不同T所对应的Rt 值R均值,1 / T,及ln R t的值t五、实验结果:1.热敏电阻的R t-t特性曲线数据点连线作图在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率: K=(500-0)/(0-85)=5.88由此计算出:α=-0.031二次拟合的曲线:在图上找到T=50所对应的点做切线,可以求得切线的斜率:K=(495-0)/(0-84)=5.89由由此计算出:α=--0.0312.ln R t -- (1 / T)曲线仿真实验画出图线如下图所示但计算机仿真实验画出的曲线图中A的值计算有误,正确的A=0.0153.将图修正后如下:A=0.0153,B=3047.5383由此写出R0.0153t=六、思考题1.如何提高电桥的灵敏度?2.答:电桥的灵敏度和电源电压,检流计的灵敏度成正比,因此提高电源电压,检流计的灵敏度能提高电桥灵敏度。

另外,检流计电阻,桥臂总阻值,桥臂电阻比也关系到电桥的灵敏度,因此合适的桥臂总阻值,桥臂电阻比也能提高电桥灵敏度。

灵敏电流计.

灵敏电流计.

θ
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
2θ l
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 l 2
15
15
0
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。
Ig k n
1 k

Si
k-比例常数,称为电流计常数, 单位Leabharlann A/mm。Si-电流计灵敏度。
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:
V I g RD
K Ig d
K V dRD
2.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。
I gm d m Ig d
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
dm I gm (R3/ Rg ) (R R3/ Rg )R2 / R1 d I g (R3m Rg ) (R R3m Rg )R2 / R1
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。
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

线性对数型电流表原理

线性对数型电流表原理

直线-对数型电流表原理1. 设计理念冲击性负载(电动机)用普通电流表显示电流时经常被冲击性电流冲坏,就是论文就是试图研究一种新型的磁电式电流表来解决这个问题。

利用二极管的指数特性成功的解决了此问题,该原理已试验成功,生产厂家可以据此原理大规模生产此类型电流表。

2. 原理图检流计A 参数:内阻:R a =满量程电压:U ae =二极管D 参数: 端电压U d ;开启电压: U d0=1.6V电阻R 1和电位器R w 限制流过检流计的电流不超过其额定值电位器R w 调整臂的位置决定了使二极管D 导通的电流I 的数值, 电位器左侧阻值R w1;右侧阻值R wa 电流I 是被测量的电流电流I a 是流过检流计(表头)的电流 电流I d 是二极管分流电流 它们的关系是:I=I d +I a表头电流:I a =U d /(R wa +R a )3. 二极管特性方程:I d =I s (td U Ue -1)≈I s td U U e;I s 、U t 为常量,图形如下:在死区内,二极管正向电流很小且近似为常数,可以忽略。

其反函数是 U d =U t l nsdI I 4. 特性原理1) 当U d ≤U do 时,二极管未导通: I a =waa d R R U +=I ;此曲线为正比例特性,即表头电流与输入电流成正比。

2) 当U d >U d0时:此时二极管导通,其端电压变化缓慢,二极管端电压是其正向电流的对数函数。

U do 对应的I a 为I ao ,对应的I 为I o 。

因为:U d =I a (R a +R wa )所以:I=I a +I d =td U U s a eI I +=twa a a U R R I s a eI I )(++ ,此曲线是指数特性,即I 是I a 的指数函数(I a 是I 的对数函数)。

以被测电流I 为横坐标,表头电流Ia 为纵坐标,画出其特性曲线如下:由以上图形可以看出,这个电路能够实现直线和对数刻度指示,直线与对数刻度的拐点取决于电位器R w 调整臂的位置。

热敏电阻温度特性研究

实验报告实验名称:热敏电阻温度特性研究学院:班级:姓名:学号:一、实验目的及要求了解热敏电阻的电阻—温度特性及测温原理,学习惠斯通电桥的原理及使用方法,学习坐标变换、曲线改直的技巧。

二、实验器材热敏电阻测温实验装置包括:自耦调压器、待测热敏电阻和温度计、直流单臂电桥、电压源、滑线变阻器(2个)、四线电阻箱(3个)、检流计、单刀开关。

有关器材的一些注意事项:1.实验开始时,加热电压不宜太高。

因为实验过程中,既要观察温度的变化,又要调节电桥平衡,操作有一定难度。

待操作熟练后,可适当加大电压,让温度升高的快些。

2.实验完成后,一定要将电池按钮开。

当电桥达到平衡时,检流计中电流为零。

在使用检流计时,要注意保护检流计,不要让大电流通过检流计。

3.实验完毕后,为了保护检流计,请松开“电计”和“短路”按钮,并将档位旋钮打到“红点”位置。

三、实验原理1.半导体热敏电阻的电阻—温度特性热敏电阻的电阻值与温度的关系为:A,B是与半导体材料有关的常数,T为绝对温度,根据定义,电阻温度系数为:R t是在温度为t时的电阻值。

2.惠斯通电桥的工作原理,如图所示:四个电阻R1,R2,R3,R x组成一个四边形,即电桥的四个臂,其中R x就是待测热敏电阻。

在四边形的一对对角A和C之间连接电源,而在另一对对角B和D之间接入检流计G。

当B和D两点电位相等时,G中无电流通过,电桥便达到了平衡。

平衡时必有R x=(R2/R1)·R3,(R2/R1)和R3都已知,R x即可求出。

电桥灵敏度的定义为:式中△R x指的是在电桥平衡后R x的微小改变量,△n越大,说明电桥灵敏度越高。

四、实验内容1.用箱式电桥研究热敏电阻温度特性(1)使用内接电源和内接检流计,按照实验电路图连线。

(2)线路连接好以后,检流计调零。

(3)调节直流电桥平衡。

(4)测量并计算出室温时待测热敏电阻值R x,微调电路中的电阻箱,测量并根据电桥灵敏度公式:S=△n/(△Rx/Rx)或S=△n/(△R0/R0),计算出室温时直流电桥的电桥灵敏度。

用电桥测电阻实验报告

专业:应用物理 题目:用电桥测电阻[实验目的](1)掌握用电桥测量电阻的原理和方法。

(2)了解电桥灵敏度的概念。

(3)学习消除系统误差的一种方法——交换测量法。

[实验仪器]插板式 电路板 以及配套 的 电阻、开关、导线 , QJ47 型 直流电阻电桥箱 , ZX96 型 电阻箱(0~99999.9Ω,0.1 级,0.1W ),JO409 型电流计,待测金属膜电阻(阻值约为 500Ω、50k Ω、500 k Ω)等。

[实验原理] 1. 单臂电桥当检流计电流0=g i 时,C 、D 两点等电势,满足关系21R R R R x= 即021R R R R x =其中1R 、2R 已知。

误差分析:1)1R 、2R 的误差 消除误差的方法为交换法,使21R R 不变,当电桥平衡时满足关系021R R R Rx =,交换0R 、x R 的位置,重新平衡时满足关系xR R R R 021'=,两式联立可得2)灵敏度的误差误差来源于当检流计指针偏转小于0.2格时难以发现其偏转,误以为平衡,从而造成误差,该误差与电桥灵敏度有关。

定义电桥灵敏度S 为其中d ∆为0R 改变0R ∆时指针偏转格数,i S 为检流计灵敏度,g i ∆为检流计电流变化。

该灵敏度由实验测量,即使检流计的指针偏转较小的角度(一般取 1~2 格即可)计算得到。

3)0R 的误差除电阻箱仪器误差外,还必须考虑到由于电桥灵敏度引起的附加误差对应的不确定度计算如下:2.箱式电桥其中,N 为电桥比率系数,0R 为比较臂标度盘示值。

[实验步骤]1.用自搭电桥研究惠斯通电桥特性及电阻测量1)使用插板式电路板连接电路,选择适当的电阻作为R1和R2,使其比率为1。

2)逐步逼近法调平电桥。

3)使用交换测量法测量阻值约为 500Ω 金属膜电阻的阻值。

4)测定不同的电源电压和检流计内阻的情况下其电桥灵敏度。

5)记录实验数据,计算电阻阻值及其不确定度。

压力传感器特性的研究精选全文

– 46– Ⅲ 基础物理实验图2-1 等截面梁结构示意图可编辑修改精选全文完整版实验2 压力传感器特性的研究压力传感器是利用应变电阻效应,将力学量转换成易于测量的电压量的器件。

压力传感器是最基本的传感器之一,主要用在各种电子秤、应力分析仪等仪器上。

传感器的种类很多,应用极为广泛。

根据要求精度和使用方式不同,可选用不同型号的压力传感器。

一、实验目的1. 了解压力传感器的工作原理。

2. 研究压力传感器的静态特性。

3. 了解电位差计的工作原理,熟悉其使用方法。

二、实验仪器压力传感器、电位差计、稳压电源、电压表、砝码等。

三、 实验原理本实验所用的传感器,是由四片电阻应变片组成,分别粘贴在弹性体的平行梁上、下两表面上。

四个应变片组成电桥,采用非平衡电桥原理,把压力转化成不平衡电压进行测量。

下面我们从三个方面对压力传感器进行讨论。

1. 应变与压力的关系电阻应变片是将机械应变转换为电阻阻值的变化。

将电阻应变片粘贴在悬臂梁式弹性体上。

常见的悬臂梁形式有等截面梁、等强度悬臂梁、带副梁的悬臂梁以及双孔,单孔悬臂梁。

图2-1是等截面梁结构示意图,弹性体是一端固定,截面积S 处处相等的等截面悬臂梁(S =bh ,宽度为b ,厚度为h ),在距载荷F 着力点L 0的上下表面,顺L 方向粘贴有受拉应变片R 1、R 3和受压的R 2、R 4应变片,粘贴应变片处的应变为Ybh FL Y f 2006==ε (2-1) 式中f 是应变片处的应力,Y 是弹性体的弹性模量。

从式(2-1)可看出,除压力F 外,Ⅲ 基础物理实验 – 47 –图 2-2 应变片差动电桥电路其余各量均为常量。

所以,应变ε0与压力F 成正比。

2. 电阻的变化与电压的关系由于弹性体的应变发生了变化,粘贴在其上的电阻应变片的电阻值也随之发生变化,受拉的电阻应变片电阻值增加,而受压的电阻应变片电阻值减少,把四个电阻应变片组成一个电桥,这便成为差动电桥,如图2-2所示。

灵敏电流计实验报告

灵敏电流计实验报告BME8 鲍小凡2008013215【实验目的】(1)了解电流计的工作原理及其线圈的阻尼运动规律。

(2)测量电流计分度值及内阻,并学习分析误差的方法。

(3)学习正确使用和保护电流计。

【实验原理】一、电流计工作原理及线圈的阻尼运动特性电流计的基本结构如图1所示。

(a)是正视图,(b)是俯视图。

线圈处在水平的、径向局部均匀的磁场B中。

如果线圈中通以电流I g,在磁场作用下它就会产生转动。

要深入了解电流计线圈的运动特性,可写出它的运动方程,并求出其解。

设线圈的转动惯量为J,它在转动时受到三种力矩的作用:(1)通有被测电流I g的线圈在磁场B中所受的力矩M1,设线圈匝数为N,面积为S,则:M1=BNSI g(1)(2)跟悬丝的扭转系数W和线圈偏转角a成正比的悬丝的反抗力矩:M2=−Wα(2)(3)跟线圈角速度dα/dt成正比的阻尼力:(3)M3=−(ρ1+ρ2)dαdt式中ρ1为线圈的空气阻尼系数。

ρ2为线圈的电磁阻尼系数,起因于转动线圈中产生的感应电动势所引起的感应电流,使线圈受到制动作用。

在一般情况下ρ1比ρ2小很多。

所以电磁阻尼系数ρ2可按以下的计算求出。

当处于沿径向均匀的磁场中的线圈具有角速度dα/dt 时,线圈中的感应电动势为 -BNSd α/dt 。

如果内阻为R g 的线圈与外电路电阻 R 2组成闭合回路(R 2是外电路的总等效电阻),则感应电流i ′为BNS(d α/dt)/( R g +R 2).感应电流i’产在磁场B 中受到电磁阻尼力矩的作用,其值为:BNS i ′=−B 2N 2S 2R g +R 2dαdt=−ρ2dαdt 其中: ρ2=B 2N 2S 2R g +R 2(4)式(4)表明:电磁阻尼系数ρ2与线圈回路中的总电阻 (Rg + R 2) 成反比。

那么,线圈在三种力矩的共同作用下的运动方程为:Jd 2αdt2(ρ1+ρ2)dαdt+Wα=BNSI g (5)当电流计的线圈中通以电流Ig 且偏转到αs ,而达稳定状态时,d α/dt =0。

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大学物理 仿真实验报告

专业:能源动力与自动化专业 班级:能动-21 姓名:耶律楚材 日期:2012.11.29 一. 实验简介: 检流计是磁电式仪表,它是根据载流线圈在磁场中受到力矩而偏转德原理制成的。普通电表中线圈是安放在轴承上,用弹簧游丝来维持平衡,用指针来指示偏转。由于轴承有摩擦,被测电流不能太弱。检流计使用极细的金属悬丝代替轴承悬挂在磁场中,由于悬丝细而长,反抗力矩很小,所以有很弱的电流通过线圈就足以使它产生显著的偏转。因而检流计比一般的电流表灵敏的多,可以测量微电流(10-7~10-10A)或者微电压(10-3~10-6V),如光电流、生理电流、温差电动势等。首次记录神经动作电位,就是用此类仪器实现的。

检流计的另一种用途是平衡指零,即根据流过检流计的电流是否为零来判断电路是否平衡,它被广泛使用在直流电桥和电位差计中。

本实验的目的就是为了了解磁电式检流计的结构、原理和运动规律,测量临界电阻,通过测量它的灵敏度和内阻,学习正确的使用方法。

二.实验原理 磁电式检流计的结构 以光点式检流计为例,结构如图 1和图 2所示,检流计由三部分组成:

 磁场部分:由永久磁铁(N,S)产生磁场,圆柱形软铁心(J)使气隙中磁场呈均匀辐射状。  偏转部分:能在气隙中转动的矩形线圈C及从上下拉紧线圈的金属张丝E,只要有很小的力矩作用,就能使线圈偏转。

 读数部分:小镜M固定在动圈上,它把光源射进来的光束反射到标尺上形成一个光标,当电流流过动圈时,动圈受力偏转而带动小镜M转过α角,因而反射光束偏转的角度为,光标在标尺上移动的距离,L为小镜到标尺的距离。 磁电式检流计的结构 以光点式检流计为例,结构如图 1和图 2所示,检流计由三部分组成:

 磁场部分:由永久磁铁(N,S)产生磁场,圆柱形软铁心(J)使气隙中磁场呈均匀辐射状。

 偏转部分:能在气隙中转动的矩形线圈C及从上下拉紧线圈的金属张丝E,只要有很小的力矩作用,就能使线圈偏转。

 读数部分:小镜M固定在动圈上,它把光源射进来的光束反射到标尺上形成一个光标,当电流流过动圈时,动圈受力偏转而带动小镜M转过α角,因而反射光束偏转的角度为,光标在标尺上移动的距离,L为小镜到标尺的距离。 检流计的工作原理

当被测电流IG(或电压)经悬丝流过动圈时,载流动圈受到气隙中永久磁铁产生的磁场(磁感应强度B)的作用。由于磁场是辐射装的,因此手里的动圈不管偏转到什么位置,B的方向总与l(即IG)的方向垂直,那么N匝载流动圈受到的总磁力矩为 M = N B IG S= G IG &(1) 其中S为动圈面积,G = N B S 为检流计的结构常数。 在电磁力矩M的作用下动圈偏转,同时悬丝受扭力而产生反作用力矩(扭转力矩),当作用在动圈上的电磁力矩和悬丝的反作用扭力矩平衡时,动圈停止偏转,则

N B IG S = W  (2)

为悬丝的扭转系数,偏转角的大小由读数装置读出, n = 2L (3)

(4) 或

(5) CI称为检流计的电流常数或分度值,单位是A/mm。如果检流计的结构已定,则CI为一定值。在使用中,W或其他结构参数可能有变化,所以必须用实验测定CI。

在实际中,也常用灵敏度SI来表示,即

(6) SI的单位是mm/A。 检流计的运动状态 检流计的动圈通电流后,除了受到电磁力矩和扭转力矩的作用外,还存在空气阻尼力矩

和电磁阻尼力矩,而悬丝是弹性材料制成,若动圈的转动惯量为J,则动圈运动状态 (7) 或

(8)

其中称为衰减系数,为阻尼系数,,为固有角频率,根据衰减系数的不同,有不同的运动状态:

欠阻尼状态(o 时): 公式8的解为:

(9) 其中F = G IG / W , 。 此时外电阻R较大,动圈以平衡位置F为中心作一衰减振动,并且逐渐趋紧于平衡位置,运动曲线如图2.1.1-3中的曲线I。特

别当外电路断开和无空气阻尼(D=0)时候,动圈为无阻尼运动,以平衡位置F为中心作等幅振动,运动曲线如图2.1.1-3中的曲线IV。实际实验中由于空气阻尼D很小,当外电路断开时动圈以位置F为中心作一衰减系数很小的振动。

临界阻尼状态(=o 时): 公式8的解为:

(10) 其中F = G IG / W 。动圈无振动的很快达到平衡位置,此时的外电阻称为临界电阻Rc,它的运动曲线如图2.1.1-3中的曲线II。一般来说,检流计的临界阻尼状态是它的理想工作状态。

过阻尼状态(o ,即R0公式8的解为:

(11) 其中F = G IG / W , 。此时动圈也是做单向偏转运动,缓慢的趋向平衡位置F , 运动曲线如图2.1.1-3中的曲线III。R越小,到达平衡位置的时间越长。因为过阻尼运动中,动圈到达平衡的时间长,而且不易判断动圈是否到达平衡位置,因此它对于测量是不利的。

测量电路 由于检流计很灵敏,一般通过电流不能超过1uA,在实际测量中常采用图2.1.1-4的电路。电压经过两次分压后得到很小的电压(常小于1mV)后才加到检流计电路中。第一次采用

滑线变阻器分压,第二次采用固定电阻的数量级分压。K2是换向开关,用它可以变换过检流计的电流方向,K3是阻尼开关,将它合上就可以将检流计短路,检流计的动圈就停止振动。 如图4,我们得到 IG ( RG+RKP ) = ( I-IG )R1 (12)

(13) 因为R1<

(14) 电流常数

(15) 加在开关K2两端的电压,由于RG+RKP>> R1,由公式(11)得到

(16) 检流计电压常数 (17) 检流计的工作原理

当被测电流IG(或电压)经悬丝流过动圈时,载流动圈受到气隙中永久磁铁产生的磁场(磁感应强度B)的作用。由于磁场是辐射装的,因此手里的动圈不管偏转到什么位置,B的方向总与l(即IG)的方向垂直,那么N匝载流动圈受到的总磁力矩为

M = N B IG S= G IG &(1) 其中S为动圈面积,G = N B S 为检流计的结构常数。 在电磁力矩M的作用下动圈偏转,同时悬丝受扭力而产生反作用力矩(扭转力矩),当作用在动圈上的电磁力矩和悬丝的反作用扭力矩平衡时,动圈停止偏转,则

N B IG S = W  (2)

为悬丝的扭转系数,偏转角的大小由读数装置读出, n = 2L (3)

(4) 或

(5) CI称为检流计的电流常数或分度值,单位是A/mm。如果检流计的结构已定,则CI为一定值。在使用中,W或其他结构参数可能有变化,所以必须用实验测定CI。

在实际中,也常用灵敏度SI来表示,即

(6) SI的单位是mm/A。 检流计的运动状态 检流计的动圈通电流后,除了受到电磁力矩和扭转力矩的作用外,还存在空气阻尼力矩

和电磁阻尼力矩,而悬丝是弹性材料制成,若动圈的转动惯量为J,则动圈运动状态

(7) 或

(8)

其中称为衰减系数,为阻尼系数,,为固有角频率,根据衰减系数的不同,有不同的运动状态:

欠阻尼状态(o 时): 公式8的解为: (9) 其中F = G IG / W , 。 此时外电阻R较大,动圈以平衡位置F为中心作一衰减振动,并且逐渐趋紧于平衡位置,运动曲线如图2.1.1-3中的曲线I。特

别当外电路断开和无空气阻尼(D=0)时候,动圈为无阻尼运动,以平衡位置F为中心作等幅振动,运动曲线如图2.1.1-3中的曲线IV。实际实验中由于空气阻尼D很小,当外电路断开时动圈以位置F为中心作一衰减系数很小的振动。

临界阻尼状态(=o 时): 公式8的解为:

(10) 其中F = G IG / W 。动圈无振动的很快达到平衡位置,此时的外电阻称为临界电阻Rc,它的运动曲线如图2.1.1-3中的曲线II。一般来说,检流计的临界阻尼状态是它的理想工作状态。

过阻尼状态(o ,即R0公式8的解为:

(11) 其中F = G IG / W , 。此时动圈也是做单向偏转运动,缓慢的趋向平衡位置F , 运动曲线如图2.1.1-3中的曲线III。R越小,到达平衡位置的时间越长。因为过阻尼运动中,动圈到达平衡的时间长,而且不易判断动圈是否到达平衡位置,因此它对于测量是不利的。

测量电路 由于检流计很灵敏,一般通过电流不能超过1uA,在实际测量中常采用图2.1.1-4的电路。电压经过两次分压后得到很小的电压(常小于1mV)后才加到检流计电路中。第一次采用滑线

变阻器分压,第二次采用固定电阻的数量级分压。K2是换向开关,用它可以变换过检流计的电流方向,K3是阻尼开关,将它合上就可以将检流计短路,检流计的动圈就停止振动。

如图4,我们得到 IG ( RG+RKP ) = ( I-IG )R1 (12)

(13) a) 因为R1<

(14) 电流常数

(15) 加在开关K2两端的电压,由于RG+RKP>> R1,由公式(11)得到

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