灵敏电流计课件.ppt

灵敏电流计的研究,物理实验中心,实 验 目 的,了解灵敏电流计的构造及工作原理。掌握测定灵敏电流计的分度值、临界外电阻和内阻的方法。观察灵敏电流计处于过阻尼、欠阻尼及临界阻尼时光标的三种运动状态，学会正确使用灵敏电流计。,实 验 原 理,灵敏电流计构造灵敏电流计的读数线圈运动的阻尼特性灵敏电流计的内阻、分度值、外临界电阻的测量方法,一、灵敏电流计的构造,偏转部分,读数部分,磁场部分,读数部分：由光源、小镜和标尺组成，小镜固定在线圈上,随线圈一起转动，把从光源射来的光反射到标尺上形成一个光点，当线圈转过一个很小的角度时，反射光点有明显的移动。采用光点偏转法，可大大提高了灵敏度。,二、灵敏电流计的读数,当有电流Ig通过灵敏电流计的线圈时，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，转过角，与Ig成正比。小镜也转过角，因而反射光线相对平衡位置就转过了2角。此时,光点在标尺上移动一段距离n,n与成正比，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。,0,15,15,2,l,k比例常数，称为电流计常数，单位：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：,临界阻尼振动状态,过阻尼振动状态,欠阻尼振动状态,当R外 较大时，M较小，线圈作振幅逐渐衰减的振动，需经较长的时间才停止在新的平衡位置；欠阻尼振动状态当R外 较小时，M较大，线圈缓慢地趋向新的平衡位置，而不会越过平衡位置；过阻尼振动状态当R外适当时，线圈能很快达到平衡位置而不发生振动。临界阻尼振动状态,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,接外电路,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。,电路，在光点返回零点时按下K，线圈就会立即停在零点这就节约测量时间。K称为阻尼电键。,G,K,四、灵敏电流计外临界电阻、分度值K、内阻Rg的测量,实 验 线 路 图,（电阻箱）,1测量电流常数（分度值）K,解上述方程组得,在上式中，令,则,由分度值定义,由电路分析得：,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。,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,上式中，R3m和R3分别为光标偏转dm和d时,电阻R3的取值。实验中，令dm=2d，并记下相应的R3m和R3，则可计算出Rg。由于在实验中，R2R1，有,实 验 内 容,1.观察灵敏电流计的阻尼特性并测出外临界电阻R临2.测量灵敏电流计的分度值（电流常数）K3.测量电流计的内阻Rg,令,则,根据最小二乘法求出斜率b,结果表示,具体实验步骤及数据纪录要求见讲义P100-P101,n=0,AC15/6型检流计,分流器,接线柱,零点调节,电源,注 意 事 项,4.双刀换向开关可改变通过灵敏电流计的电流向，实现光标左右偏转的变换。,5.因电流计不能通过较大电流，因此，采用两次分压电路，注意电源输出电压不要大于6v。第一次分压利用划线变阻器，接线时注意区分固定端和划线端。电路中R1 1 和R220K 比值悬殊注意不要接反，否则通过电流计电流将太大。,7.半偏法测内阻时要求保持第一分压不变，调节划线变阻器使光标偏转25格后，通过调节电阻箱R3的值使光标偏转50格。（注意不能再调划线变阻器，否则第一分压将变化）,8.电流计不能受震动。,6.电压表的量程选3v，注意此时电压表的最小分度值，及相应读数的有效位数。,