灵敏电流计特性研究.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,实验五,灵敏电流计特性研究,大学物理实验,主要内容,实验简介,实验仪器,实验目的,实验操作,实验原理,实验报告,实验目的,1,.了解灵敏电流计的结构和工作原理。,2,.研究灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系。,3,.掌握测定灵敏电流计的外临界电阻、内阻和电流常数的方法。,实验目的 实验操作,掌握测定灵敏电流计的外临界电阻、内阻和电流常数的方法。,计算内阻Rg，将R2、R2的平均值作为Rg。,三种运动状态见图所示,（1）列表记录测量数据，并记录R0、R1、R2的值。,阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。,计算外临界电阻Rc，将R2c、R2c的平均值作为Rc。,读数部分：由光源、反射镜和标尺共同成。,推证“半偏法”测内阻的原理。,其作用相当于电表的指针。,实验原理 实验报告,读数部分：由光源、反射镜和标尺共同成。,答：阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时，当“光指针”经过零点时按下此开关，光标就会停在零点，这就大大方便了我们的调节。,测灵敏电流计的内阻Rg。,此外，它还常用作高精密电势差计及电桥等仪器的示零器。,灵敏电流计介绍,灵敏电流计（又称检流计）属磁电系仪表。它用张丝代替轴承将线圈悬挂在磁场中，避免了机械摩擦，同时它还采用无重量的“光指针”代替机械指针，加大了“指针”的长度。,灵敏电流计可检测微弱电流,10,-6,10,-10,A,或微小电压,10,-3,10,-6,V,，常用于光电流、生物电流、温差电动势等电学量的测量。此外，它还常用作高精密电势差计及电桥等仪器的示零器。,灵敏电流计的结构,磁场部分：永久磁铁产生磁场，圆柱形软铁芯使磁铁磁极隙间磁场呈均匀辐射式。,偏转部分：线圈可在磁场中转动，上下两端用金属丝绷紧，金属丝同时作为线圈两端的电流引线。,读数部分：由光源、反射镜和标尺共同成。其作用相当于电表的指针。,灵敏电流计的运动状态,电流计线圈受到三个力矩的作用，电磁转动力矩,M,磁,、弹性扭力矩,M,弹,和电磁阻力矩,M,阻,，它们分别表示如下,：,三种运动状态见图所示,1、欠阻尼状态,2、过阻尼状态,3、临界阻尼状态,（b）、断开电源时,（a）、接通电源时,灵敏电流计的灵敏度和内阻的测量方法,图3,实验电路图,答：阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时，当“光指针”经过零点时按下此开关，光标就会停在零点，这就大大方便了我们的调节。,计算内阻Rg，将R2、R2的平均值作为Rg。,三种运动状态见图所示,推证“半偏法”测内阻的原理。,改变外电阻R2后一定要调零,克服“零飘”。,实验目的 实验操作,阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。,电流计线圈受到三个力矩的作用，电磁转动力矩 M磁、弹性扭力矩 M弹 和电磁阻力矩M 阻，它们分别表示如下：,测灵敏电流计的内阻Rg。,实验内容,1.考查灵敏电流计线圈的运动状态与外电阻 的关系并测定外临界电阻,Rc,。,2.测灵敏电流计的内阻,R,g,。,3.测定灵敏电流计的电流常数,K,。,注意事项,不能将灵敏电流计背板上的“220v”和“6v”两个电源插口弄错。,改变外电阻R,2,后一定要调零,克服“零飘”。,灵敏电流计不使用或搬动时应选择“短路”档。,数据处理,列表记录当外电阻分别为,5Rc、2Rc、Rc/4、0,时灵敏电流计线圈的运动状态。计算外临界电阻,R,c，,将,R,2c,、,R,2c,的平均值作为,R,c。,计算内阻,R,g，将,R,2,、,R,2,的平均值作为,R,g。,计算电流常数：,（1）列表记录测量数据，并记录,R,0,、,R,1,、,R,2,的值。,（2）利用,3,组数据分别求,K,i1,、,K,i2,、,Ki,3,。,（3）将,K,i1,、,K,i2,、,K,i3,的算术平均值作为电流常数的最佳估计值,。,分析讨论,1.推证“半偏法”测内阻的原理。,2.说明力矩,M,磁,、M,弹,、M,阻,产生的原因以及它们对线圈的作用。,3.阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。,【分析讨论题】,推证“半偏法”测内阻的原理。,答：参见图5.1-6，当,R,2=0，“光指针”偏转格数为,d,0,即当,R,2=,R,2，“光指针”偏转格数为,d,0/2（半偏），此时所以，,R,g=,R,2,说明力矩,M,磁、M弹、M阻产生的原因以及它们对线圈的作用。,答：线圈的竖直两边所在处磁场的磁感应强度大小相等、方向始终在线圈本身的平面内，从而它们受到的安培力大小相等、方向始终与线圈平面垂直，这一对力产生的磁力矩即为 。线圈偏转使得悬丝发生扭转而产生反方向的弹性恢复力矩 。,M,磁和,M,弹决定了线圈最后到达的平衡位置。线圈在转动时，还要受到电磁阻尼力矩的作用，电磁阻尼力矩的大小决定线圈的运动特性。,阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。,答：阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时，当“光指针”经过零点时按下此开关，光标就会停在零点，这就大大方便了我们的调节。,其工作原理主要是利用过阻尼状态，即当,R,外较小（,P,较大）时，电磁阻尼力矩,M,阻较大，此时线圈将缓慢地趋向平衡位置。,说明力矩M磁、M弹、M阻产生的原因以及它们对线圈的作用。,答：线圈的竖直两边所在处磁场的磁感应强度大小相等、方向始终在线圈本身的平面内，从而它们受到的安培力大小相等、方向始终与线圈平面垂直，这一对力产生的磁力矩即为 。线圈偏转使得悬丝发生扭转而产生反方向的弹性恢复力矩 。M磁和M弹决定了线圈最后到达的平衡位置。线圈在转动时，还要受到电磁阻尼力矩 的作用，电磁阻尼力矩的大小决定线圈的运动特性。,3.阻尼开关的作用是什么？简述其工作原理。,答：阻尼开关的作用是使线圈处于欠阻尼状态下在“0”点附近振动时，当“光指针”经过零点时按下此开关，光标就会停在零点，这就大大方便了我们的调节。,其工作原理主要是利用过阻尼状态，即当R外较小（P较大）时，电磁阻尼力矩M阻较大，此时线圈将缓慢地趋向平衡位置。,