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
M 1 Rg R外
临界阻 尼振动 状态
欠阻尼 振动状
态
过阻尼振 动状态
M 1 Rg R外
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
(R3 Rg )I g I1R1 0 I I1 I g I1R1 IR2 V
解上述方程组得
V I g [( R3 Rg )( R1 R2 ) R1R2 ] / R1
在上式中，令 则
由分度值定义
[( R3 Rg )( R1 R2 ) R1R2 ] / R1 RD
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
电路，在光点返回零点时
K
按下K，线圈就会立即停在
零点．这就节约测量时间。
G
K称为阻尼电键。
接外电路
四、灵敏电流计外临界电阻、分度值K 、内阻Rg的测量
K1 R
E
K2
换开
V
向关
（电阻箱）
A
R3
R1（1Ω）
灵
AC /
B
敏
K3
电 15
流 计
6
R2
（20kΩ）
C
实 验线路图
1．测量电流常数（分度值）K
由电路分析得：
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，R2>>R1，有 Rg R3/ 2R3m R1
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）K
R3m的计算同上 R1忽略不计
具体实验步骤及数据纪录要求见讲义P100-P101
分流器 接线柱
AC15/6型检流计
n=0
电源 零点调节
注意事项
1. 采用回路法连接实验电路，电流计接“－”和 “1”接线柱。根据接线柱的选择读出铭牌上各 参数的参考值。（注意读取钢印数字）
2.根据实验内容调整电流计的分流器档位，观察阻 尼特性用“直接”档，测量K和Rg用“×1”档， 换档需重新调零，使用结束或移动电流计时应放 “短路”档。
3.在测量K和Rg时电路中R3取Rc，这样可使电流计 的光标处在临界阻尼振荡状态，方便读数。
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R2 ＝20K比值悬殊注意不要接反，否则通过电流计电流将太 大。
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
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。
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。
V KRDd 令 KRD b 则 V bd
根据最小二乘法求出斜率b
K b RD
3.测量电流计的内阻Rg 结果表示 Rg Rg Rg
2 Rg
(R3' )2 (2R3m )2 (R1 )2
R3A
t n SR3
R3B R3 0.1% 0.005(N 1)(参见课本 P32） R3 R3A R3B