电流表的工作原理

【说明】
由于磁场对电流的作用力跟电流成正比，因而安培力的
力矩也跟电流成正比，而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角 度成正比，所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的。
1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈 转到角度，它的平面都跟磁感线平行，当电流通过线圈时，线圈 上跟铁柱轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使 线圈发生转动，线圈转动时螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈 转动的力矩，其大小随线圈转动的角度的增大而增大，当这种阻 碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转 动．
3、安培力的力矩越大．线圈和指针偏转的角度 也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可 以知道被测电流的强弱． 当线圈转过角 θ指针偏角也为θ时，两弹簧 产生阻碍线圈转动的扭转力矩M2=kθ
当M1和M2相平衡时，由M1=M2得: θ= nBLd I k
三、磁电式电流表的特点
1．电流和安培力成正比，表盘的刻度均匀， I． 指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转
第三章 磁场
§4
源自文库
电流表的工作原理
电路中物理量的测量离不开电表．电压 表、电流表、欧姆表的表头都是电流 表．
对电流表的深层理解有助于我们对各种 电表的进一步认识，磁场对电流的作用 在电流表中是一个具体的应用．
磁电式电流表的原理
磁电式电流表的原理
如图所示是电流表的构造图， 在一个很强的蹄形磁铁的两极 间有一个固定的圆柱形铁芯， 铁芯外面套有一个可以转动的 铝框，铝框上绕有线圈，铝框 的转轴上装有两个螺旋弹簧和 一个指针，线圈的两端分别接 在这两个螺旋弹簧上，被测电 流通过这两个弹簧流入线圈．
C. 减小线圈的电阻； D. 换用不易扭转的弹簧
解析：电流表工作时，安培力产生的力矩和螺旋弹
簧产生的力矩相平衡，即：nBIS=kθ 电表的灵敏度可以表示为θ/I=nBS/k， 可见，提高电流表的灵敏度可以：增加线圈 的匝数；增强磁感应强度；增大线圈的面积； 减小k值。 正确选项 AB。
例：在研究平行板电容器的电容跟哪些因素有关的 演示实验中，为测量已充电的平行板电容器两极间 的电势差，要用静电计；能用磁电式电压表吗？为 什么？ 不能，磁电式电压表会把电容器放电。
B
小结：
磁电式电流表主要由永磁铁和可转动的 线圈组成，线圈在辐向均匀分布的磁场 中. 线圈中的电流越大，安培力产生的力矩 也越大，线圈和指针偏转的角度也越大.
谢 谢 听 讲！
2、安培力的力矩：磁场对电流的作用力与电流成
正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力 矩也越大。 设导线所处位正用感应强度大小为B，线框 长为L、宽为d、匝数为n，当线圈中通有电流 I
时，安培力对转轴产生力矩：M1=F•d ，
其中安培力的大小为：F=nBIL, 故安培力的力矩大小为：M1=nBILd=nBIS。 当线圈发生转动，不论通电线圈转到什么位 置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不 变．
方向，可以知道被测电流的方向。
当线圈中的电流方向改变，安培力方向也改变，
2．灵敏度高，但过载能力差．可以测量很弱的电流，
但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小。
3．满偏电流Ig，内阻Rg反映了电流表的最主要特性。
例. 下列哪些措施可以提高线圈的灵敏度（
A. 增加线圈的匝数；
）
B. 增强磁极间的磁感应强度；
如图所示，磁电式电流表中的磁场是均匀地辐向分布 的，线圈两侧所在位置的磁感强度 B=0.002T，线圈是 边长 a=1cm的正方形，共N=100匝．线圈每偏转1°， 线圈需产生力矩为 M0=2.5×10-8N· m．求：
(1)当线圈中电流为0.6毫安时，指针将转过多少度? (2)如果指针的最大偏转角为120°，则这只电流计量程是多少? (3)当指针偏转角为40°角时，通入线圈的电流多大?