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

（1）调节R 0，使电压表示数为0.5 伏，R 1取 定值为90000欧姆，调节R 2，使光标偏转为50分格，记录R 2 的值R 2′，随后电压每增加0.25伏，记录光标偏转为50分格时相应的R 2 值，测到2.00伏为止。

（2）将K 1 换向，重复以上步骤，记录相应的R 2 值R 2″ ，求 2

22R R R ''+'= （3）用最小二乘法或作图法求解 a 和 b , 继而求出R g 、S i 。

【数据表格与数据记录】

数据记录表格：1.,90000.5010=Ω==s R R α

用图像法求灵敏电流计的内阻和灵敏度:

有图像计算出其截距和斜率：

8101059.5,3.124⨯=∴==i i s S R S R b b ，α

08.375.13.12437.149-=⨯-=-=bV R a

又 Ω=-=--=∴+-=08.36108.37),(s g g s R a R R R a

∴灵敏电流计灵敏度81059.5⨯=i S 灵敏电流计内阻Ω=08.36g R

【小结与讨论】

小结：

1. 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。

2.在实验过程中分流器的旋钮要置于“直接”。

讨论：电路图中的开关K 1和K 2各起什么作用？

1K 起到换向作用，2K 起到控制灵敏电流计的作用。