实验七灵敏电流计特性的研究
灵敏电流计的研究实验报告
灵敏电流计的研究实验报告一、实验目的本实验旨在深入研究灵敏电流计的工作原理、性能特点以及相关的测量技术，通过实验操作和数据分析，掌握灵敏电流计的使用方法，提高对电学测量的理解和实践能力。
二、实验原理灵敏电流计是一种高灵敏度的磁电式仪表，它主要由永久磁铁、线圈、指针和游丝等组成。
当有电流通过线圈时，线圈在磁场中受到力矩的作用而发生偏转，偏转的角度与通过线圈的电流大小成正比。
灵敏电流计的灵敏度通常用电流常数来表示，电流常数越小，灵敏电流计的灵敏度越高。
其工作原理基于安培定律和电磁感应定律。
三、实验仪器1、灵敏电流计2、直流电源3、标准电阻4、滑动变阻器5、开关6、导线若干四、实验步骤1、观察灵敏电流计的外观结构，了解其刻度盘、指针、调零旋钮等部件的功能。
2、将灵敏电流计、标准电阻、直流电源、滑动变阻器和开关用导线按照电路图连接好。
3、接通电源前，将滑动变阻器的阻值调至最大，以保护灵敏电流计。
4、缓慢调节滑动变阻器，使通过灵敏电流计的电流逐渐增大，观察指针的偏转情况，并记录相应的电流值和指针偏转角度。
5、改变标准电阻的阻值，重复步骤 4，测量不同电阻值下灵敏电流计的响应。
6、对实验数据进行处理和分析，计算灵敏电流计的电流常数。
五、实验数据记录与处理｜标准电阻（Ω）｜通过电流（μA）｜指针偏转角度（°）｜｜｜｜｜｜1000|50|15|｜2000|25|75|｜3000|167|5|根据实验数据，计算灵敏电流计的电流常数。
假设指针偏转角度与通过电流成正比，设比例系数为 k，则有：通过电流＝ k ×指针偏转角度当标准电阻为1000Ω 时，通过电流为50μA，指针偏转角度为15°，可得：50 ＝ k × 15解得 k ＝ 10/3即电流常数为10/3 μA/°六、实验误差分析1、实验中电源的稳定性可能会对电流的输出产生影响，从而导致测量误差。
2、标准电阻的阻值存在一定的误差，可能会影响电流的计算结果。
灵敏检流计特性研究报告
设计性实验报告课程名称___________________专业班级___________________姓名___________________学号___________________电气与信息学院实验室实验时间年月日实验类别研究性实验同组人数 2成绩指导教师签字：一、实验目的1.了解灵敏电流计的基本结构和基本原理,学习其使用方法。
2.测定灵敏电流计的电流常量、内阻和外临界电阻，掌握控制其工作状态的方法。
二、实验原理1、灵敏电流计的基本结构灵敏电流计是一种高灵敏度的测量仪表，它的基本结构如图30-1所示。
在永久磁铁、极之间，安置一个柱形软铁芯，使磁极与软磁芯之间产生均匀的径向磁场，矩形线圈用一根金属悬丝悬挂起来，该金属悬丝不仅作为线圈电流的进出引线，还作为线圈旋转的转轴。
当线圈通有电流时，线圈在磁场中受到磁力矩而发生偏转，同时悬丝被扭转而产生反方向的弹性扭力矩。
在偏转角为时，磁力矩和弹性扭力矩相等，线圈就达到平衡。
在悬丝上粘附一面小圆镜，它把光源射来的光反射到一个弧形标尺上，并形成一光标，如图30-2所示。
设当没有电流通过线圈时，反射光的光标位于弧形标尺的“0”点上。
当有电流通过线圈时，光标指在标尺刻度上。
可以证明，电流的大小与光标偏转的长度成正比，即Ig=Kd （30-1）式中比例常量称为灵敏电流计的电流常量，它在数值上等于光标移动一个单位长度时所通过的电流。
在国际单位中，其单位为安[培]每毫米，记为。
电流常量的倒数称为灵敏电流计的灵敏度,记为。
显然灵敏度愈大，灵敏电流计就愈灵敏。
2、线圈运动的阻尼特性在使用灵敏电流计时，我们常会看到，当通过灵敏电流计的电流发生变化时，光标会摆动很久才逐渐地停在新的平衡位置上，这时读数很费时间。
一般指针式电表由于内部装有磁阻尼线圈，通电后指针很快摆到平衡位置上，而不来回摆动。
灵敏电流计却不可以用这种方法，它的阻尼问题需要借助于外电路来解决，因此需要研究灵敏电流计线圈运动的阻尼问题。
灵敏电流计特性研究实验报告
灵敏电流计特性研究实验报告实验报告：灵敏电流计特性研究
一、实验目的
本实验旨在研究灵敏电流计的特性，探究其测量范围、灵敏度以及精度，并对其特性进行分析。
二、实验原理
灵敏电流计是一种测量电流的仪器，其工作原理基于电磁感应定律。
当电流通过灵敏电流计的线圈时，线圈内产生磁场，磁场的变化又能够感应出电动势，从而间接测量电流的大小。
三、实验步骤
1. 将灵敏电流计与稳压电源、待测电路串联连接。
2. 打开稳压电源，并调整其输出电压，使其恒定在待测电路的额定电压值。
3. 将灵敏电流计的刻度调整至零点，并记录下此时的刻度值。
4. 开启待测电路，记录下灵敏电流计的刻度值。
5. 逐步增加待测电路的电流值，每增加一定量的电流，记录下
灵敏电流计的刻度值，直至达到待测电路的最大电流值。
6. 根据实验数据绘制灵敏电流计与电流关系图，分析灵敏电流
计的特性。
四、实验结果与分析
根据实验数据绘制的灵敏电流计与电流关系图如下图所示：
从图中可以看出，灵敏电流计的测量范围在0-5mA之间，灵敏度为0.1mA/mV，精度较高。
五、实验结论
通过本次实验，我们探究了灵敏电流计的特性，得出了其测量
范围、灵敏度以及精度，并对其特性进行了分析。
实验结果表明，灵敏电流计是一种精度较高的电流测量仪器，适用于对电流大小
要求较高的场合。
灵敏电流计特性地研究[1]
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灵敏电流计的研究院－系：理学院物理系专业：物理学年级：09 物理学生：母永方学号：200902050234灵敏电流计的研究摘要：本文主要是通过对灵敏电流计的原理进行了解，然后通过实验对相关量的测定，来求灵敏电流计的自由振荡周期、电流计的灵敏度和阻，以及观察三种运动状态并无额定临界阻尼。
关键词： 实验目的 实验原理 实验步骤 实验数据处理 讨论【实验目的】1.了解灵敏电流计的工作原理，并观察在阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态 。
2.掌握测定灵敏电流计、阻的方法 。
3.学习正确使用灵敏电流计4.了解灵敏电流计的结构和工作原理【实验仪器】灵敏电流计 直流电阻箱 直流电压表 标准电阻箱 直流电源 标准电阻器 双刀双掷开关 单刀开关 秒表 【实验原理】1.电流计的构造与灵敏度灵敏电流计是一种高灵敏度的磁电式仪表，可以测量710-～1210-A 的微小电流。
在精密测量中，除用它来测量微小电流外，还可用作检流计，以检测电路中是否有微小电流通过。
分为指针式和光点式两种。
复射式灵敏电流计称光点反射式电流计，由于用了极细的金属悬丝代替轴承，且将线圈悬挂在磁场中，由于悬丝细而长，反抗力矩很小，所以当有极弱的电流流过线圈时，就会使它有明显的偏转，因而它比一般的电流表要灵敏得多，可以测量610-～1110-A 围的微弱电流和 310-～810- V 围的微小电压，如光电流、物理电流、温差电动势等；更常用来作检流计，在电桥、电位差计中作为指零仪。
灵敏电流计是磁电式仪表。
用金属丝E （称为丝）绷紧可转动线圈。
由于用丝代替了普通的转轴和轴承、曲调了机械摩擦，使电表的灵敏度大大提高。
在动圈上固定有小镜m （见图1）它把装在电流计前部小灯泡射来的光反射到标尺上并形成一个光斑。
当电流流进线圈时线圈带动小镜转动。
设转角为θ（见图2）反射光线将转过2θ角，光斑在标尺上移动距离n=2l θ(l 为小镜m 至标尺的距离)由n 可测出电流的大小。
灵敏电流计特性的研究实验课堂指导
灵敏电流计特性的研究实验课堂指导1、 预习原理情况检测题（课堂讨论）问题1灵敏电流计所以有较高的灵敏度是由于结构上做了哪些改进？问题2表示灵敏电流计灵敏程度的两个物理量及其关系问题3 动圈在磁场中运动受到哪几个力矩的作用？问题4灵敏电流计线圈有几种工作状态？怎样控制线圈的运动状态？简答：可以通过改变外R 的大小来控制电磁阻尼力矩M 的大小。
使电流计在有利的状态下工作，由于阻尼的不同，线圈共有三种运动状态，分别对应教材p118图11－2中三条曲线当R 外较大时，M 阻较小，线圈作振幅逐渐衰减的振荡。
这种状态称为欠阻尼状态。
振幅衰减很慢的欠阻尼运动对测量是不利的，因为它达到平衡的时间太长。
当R →∞外时，M阻0→，线圈做无阻尼的自由震荡。
当R 外适当时，线圈能很快达到平衡位置而又不发生振荡，这种状态称为临界阻尼状态，这时对应的R 外叫做临界外电阻R 外临，R 外临的数值标在铭牌上或说明书中。
这种状态对测量最为有利。
实际测量中通常使电流计工作在近临界的欠阻尼运动状态。
当R R 外外临时，M 阻较大，线圈缓慢地趋向于新的平衡位置，这种状态称为过阻尼状态。
当0R =外时，阻尼最大，这正是短路阻尼电键的作用。
灵敏电流计在不使用时，要将线圈短路止动，以保护线圈悬丝。
2、灵敏电流计的灵敏度I S 和内阻G R 内的测量方法和电路设计说明测量电路见图4，测量思路为：当开关K 1合向②时，有1ab G G G U I R I R =+内∴ab U 与1R 为线性关系可通过改变ab U ，同时再相应改变1R ，使电流G I 保持不变，从而求出G I 、G R 内。
再由G I 和电流计偏转的恒定距离d ，即可算出灵敏电流计的灵敏度I S 。
考虑到所使用的AC15型电流计灵敏度较高，达到109div/安，只能通过很小的电流。
因此操作时，千万不能使其过载。
为此，电路的设计要求电源电压取得较小（5伏以下），而且要经过二级分压，在取第一级分压时，最好使输出电压接近0，第二级分压一定取R 3＞104R 2。
灵敏电流计特性研究
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。
大学物理实验
主要内容
实验简介
实验目的 实验原理
实验仪器
实验操作 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 。
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10-6~10-10A或微 小电压10-3~10-6V，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。
图3 实验电路图
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Rg。 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选择 “短路”档。
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：
灵敏电流计的研究实验报告
灵敏电流计的研究实验报告灵敏电流计的研究实验报告引言：电流计是电学实验中常用的仪器之一，用于测量电流的大小。
然而，传统的电流计在测量微弱电流时存在一定的局限性。
为了解决这一问题，本实验旨在研究并设计一种灵敏电流计，以提高对微弱电流的测量精度和灵敏度。
实验方法：1. 实验仪器及材料：本实验所需的仪器和材料有：电流源、灵敏电流计、导线、电阻器等。
2. 实验步骤：(1) 首先，将电流源与电流计连接，确保电路连接正确无误。
(2) 调节电流源的输出电流，使其逐渐增大。
(3) 记录下电流计的示数，并与实际电流进行对比分析。
(4) 将实验数据整理并绘制成图表。
(5) 分析实验结果，总结出灵敏电流计的特点和优势。
实验结果：通过实验测量和数据分析，我们得到了如下的实验结果：1. 灵敏电流计在测量微弱电流时表现出了较高的灵敏度和精度。
2. 与传统电流计相比，灵敏电流计在测量微弱电流时的误差较小。
3. 灵敏电流计的示数与实际电流呈现线性关系，符合电流计的工作原理。
实验讨论：1. 灵敏电流计的工作原理：灵敏电流计的工作原理基于电流通过导线时所产生的磁场对电流计的影响。
通过合理设计电流计的结构和材料，可以使其对微弱电流的变化更加敏感，从而提高测量的精度和灵敏度。
2. 灵敏电流计的优势：(1) 灵敏电流计能够测量微弱电流，对于一些需要高精度测量的实验和应用具有重要意义。
(2) 灵敏电流计的示数与实际电流呈现线性关系，使得测量结果更加准确可靠。
(3) 灵敏电流计具有较小的误差范围，能够提供更加精确的测量结果。
实验结论：通过本实验的研究，我们成功设计并测试了一种灵敏电流计，该电流计在测量微弱电流时表现出了较高的灵敏度和精度。
与传统电流计相比，灵敏电流计具有更小的误差范围和更高的测量精度，适用于需要高精度测量的实验和应用中。
灵敏电流计的研究和应用有助于提高电学实验的准确性和可靠性，对于推动科学研究和技术发展具有重要意义。
结语：本实验通过设计和测试灵敏电流计，研究了其在测量微弱电流时的性能和优势。
灵敏电流计特性研究
灵敏电流计特性研究【实验目的】1、 了解灵敏电流计的原理和构造；2、 测定灵敏电流计的阻和电流计常数；3、 观察灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系。
【实验原理】一、灵敏电流计的构造：灵敏电流计的构造如下图所示：在极细并富有弹性的金属丝上面悬挂着小镜子血和线圈C,当线 圈通有电流时，线圈所受到的磁力矩匾和金属丝的扭力矩匾平衡时， 线圈将偏转一个角度，有以下关系：M\=N\BSJ& (1) M.-DO(2) M,+M 2=O(3)由以上三式可知: 人= ---- 0 (4)* MBS 】对于小镜子Mo 在这个结构中发挥的作用：做工时可以把a 角做得很小，此时小镜子到读数尺的距离为L,可以 有如下的近似关系:tan(2& + a) = tan 20 ^20 = —L由(5)式和(4)式消去角度可得如下结论:上式中的K 就是灵敏电流计的电流计常数，K 的倒数◎称为电流计的 灵敏度。
而K 和Si 仅仅取决于电流计的各个结构参数。
(5)2N、BsJ = Kd(6)并且注意到，当入射光线到达读数尺之前经过了多次反射，可以进一步提高电流计的灵敏度，这个时候的灵敏电流计称之为复射式灵敏电流计。
它的灵敏度比通常的灵敏电流计更大。
二、灵敏电流计的阻尼特性：灵敏电流计由于采用的是悬挂式的线圈结构，所以摩擦阻尼变得特别小，在读书的过程中，有时候会需要很长的时间停下来，所以需要注意灵敏电流计的阻尼特性。
在线圈运动的过程中，竖直的两边切割磁感线，产生感应电动势，这将会在回路情况下产生电磁阻尼。
通过线圈的电流大小为：.s NBS de”、R &+心八〃所受到的电磁阻尼矩为：EH诜右警(8)由上式可见，电磁阻尼矩总是可外电阻有关的，因此，可以利用这一点在实际实验中让灵敏电流计指针迅速停下来。
可以发现，当外电阻为某个临界电阻值的时候，电磁阻尼矩在某个适当值，会使得指针迅速停下来（曲线III）。
如果阻尼矩稍大，线圈将缓慢的趋于平衡（曲线1【）；如果阻尼矩稍小，线圈将在平衡位置附近来回震荡（曲线I ）。
实验 灵敏电流计特性的研究
零点调节器; 若偏在右边, 则顺时针旋转零点调节器, 使光标露
出并调零。
(3) 测 量 时 , 检流 计 的 “ 分 流 器 ”应 从 最 低灵 敏 度 挡 (×0.01 挡 ) 开始 , 或者把“分流器”旋钮直接转到指定的挡
位“直接”挡上,对检流计进行调节。当实验结束时，必须将
分流器置于“短路”挡, 以防线圈或悬丝受到机械振动而损坏。
图 3 - 16 - 4 直流复射式检流计面板图
图 3 - 16 - 5 AC15/4型检流计内部结构图
2.观察电流计的三种运动状态,测定外临界电阻Rc 按图 3-16-6 所示电路接好线路。图中 ,E=3V,S1 、 S2 为单刀 开关,R0为滑线电阻,R1、R为电阻箱, Rs为标准电阻。V为3V电 压表,G为灵敏电流计。“分流器”旋钮拨到“直接”挡。合上 开关S1, 调R0使电压表指示数为零。R1取5 kΩ。 按照电流计铭牌上给出的外临界电阻 Rc的数值,取R= Rc。 合上S2,调节R0使电压值增加, 使电流计光标偏转40 mm左右。
时, 标准电阻上的电压为
RS RS US U U R1 RS R1
此时通过电流计的电流为
(R1>>RS) (3 - 16 - 7)
Us RsU Ig R Rg R1 ( R Rg )
将其代入式(3 - 16 - 4)得
(3 - 16 - 8)
RsU Ki R1 ( R Rg )d
D Ig d Ki d 2 LNBS
(3 - 16 - 4)
D 式中, K i 为电流计常数。 2 LNBS
3. 灵敏电流计的三种运动状态 当外加电流通过灵敏电流计或断开外电流使线圈发生转动 (实际上, 无论什么原因使得电流计的线圈发生转动 )时,由于线 圈具有转动惯量和转动动能, 它不可能立刻就停止在平衡位置上, 而是要在平衡位置附近摆动一段时间才能稳定。摆动时间的长短 直接影响测量的速度，为此有必要了解影响线圈运动状态的各种 因素。 灵敏电流计工作时 , 总是由电流计 ( 内阻为 Rg) 与外电路 构成闭合回路, 线圈在磁场中转动时就会产生感应电流。根据楞 次定律,这个感应电流产生的电磁力矩是一个阻力矩 ——电磁阻尼 力矩。电磁阻尼力矩阻碍线圈运动 , 其大小除了与电流计的结构 有关之外, 还与电流计回路的总电阻有, 即
灵敏电流计特性的研究 - 基础物理实验
灵敏电流计特性的研究 - 基础物理实验
灵敏电流计是一种用于测量电流的仪器，它具有高精度、高稳定性、高灵敏度和高分
辨率等优点。
在现代物理实验和工业生产中，灵敏电流计被广泛应用于测量微小电流、交
流电流和高频电流等。
本文将探讨灵敏电流计的特性和应用。
首先，灵敏电流计的灵敏度是指在一定量级范围内，它能够检测到微小电流的能力。
灵敏度越高，表示电流检测的精度越高。
灵敏电流计的灵敏度与其内部电路和材料的特性
有关。
一般来说，灵敏电流计采用的是高阻抗的电路，能够避免电流损失和热噪声的产生，从而提高灵敏度。
其次，灵敏电流计的分辨率是指能够识别的电流变化最小值。
分辨率越高，表示可以
检测到更微小的电流变化。
灵敏电流计的分辨率与其信号处理电路和显示器的性能有关。
一般来说，灵敏电流计采用的是差动放大电路，能够提高分辨率，同时使用数字显示器能
够显示更精细的电流数值。
再次，灵敏电流计的响应时间是指检测到电流变化后所需的时间。
响应时间越短，表
示检测速度越快。
灵敏电流计的响应时间与其内部电路和传感器的特性有关。
一般来说，
灵敏电流计采用快速响应的传感器和电路，能够在很短的时间内检测到微小电流变化。
最后，灵敏电流计的应用范围非常广泛。
在实验室中，灵敏电流计可用于测量光电效
应中产生的微弱电流、半导体器件中的电子漂移电流、化学分析中的电化学反应电流、生
物学中的心电图信号等。
在工业生产中，灵敏电流计可用于检测电子器件中的故障电流、
电力系统中的泄漏电流和磁化电流、医疗设备中的生物电流等。
灵敏检流计特性研究报告
设计性实验报告课程名称___________________专业班级___________________姓名___________________学号___________________电气与信息学院实验题目灵敏检流计特性研究实验室实验时间年月日实验类别研究性实验同组人数 2成绩指导教师签字：一、实验目得1、了解灵敏电流计得基本结构与基本原理,学习其使用方法。
2、测定灵敏电流计得电流常量、内阻与外临界电阻，掌握控制其工作状态得方法。
二、实验原理1、灵敏电流计得基本结构灵敏电流计就是一种高灵敏度得测量仪表，它得基本结构如图30-1所示。
在永久磁铁、极之间，安置一个柱形软铁芯，使磁极与软磁芯之间产生均匀得径向磁场，矩形线圈用一根金属悬丝悬挂起来，该金属悬丝不仅作为线圈电流得进出引线，还作为线圈旋转得转轴。
当线圈通有电流时，线圈在磁场中受到磁力矩而发生偏转，同时悬丝被扭转而产生反方向得弹性扭力矩。
在偏转角为时，磁力矩与弹性扭力矩相等，线圈就达到平衡。
在悬丝上粘附一面小圆镜，它把光源射来得光反射到一个弧形标尺上，并形成一光标，如图30-2所示。
设当没有电流通过线圈时，反射光得光标位于弧形标尺得“0”点上。
当有电流通过线圈时，光标指在标尺刻度上。
可以证明，电流得大小与光标偏转得长度成正比，即Ig=Kd （30-1）式中比例常量称为灵敏电流计得电流常量，它在数值上等于光标移动一个单位长度时所通过得电流。
在国际单位中，其单位为安[培]每毫米，记为。
电流常量得倒数称为灵敏电流计得灵敏度,记为。
显然灵敏度愈大，灵敏电流计就愈灵敏。
2、线圈运动得阻尼特性在使用灵敏电流计时，我们常会瞧到，当通过灵敏电流计得电流发生变化时，光标会摆动很久才逐渐地停在新得平衡位置上，这时读数很费时间。
一般指针式电表由于内部装有磁阻尼线圈，通电后指针很快摆到平衡位置上，而不来回摆动。
灵敏电流计却不可以用这种方法，它得阻尼问题需要借助于外电路来解决，因此需要研究灵敏电流计线圈运动得阻尼问题。
灵敏电流计的研究实验报告
灵敏电流计的研究实验报告实验名称：灵敏电流计的研究实验报告
实验目的：了解灵敏电流计的工作原理和性能特点，并掌握其使用方法。
实验器材：
- 灵敏电流计
- 直流电源
- 电阻箱
- 电压表
- 导线
- 实验台
实验原理：
灵敏电流计是一种测量微弱电流的仪器，其原理是利用磁场作用于电流导线的力和扭矩，从而测量电流的大小和方向。
其特点是灵敏度高、分辨率高、响应速度快、误差小等。
实验步骤：
1. 将灵敏电流计放置在实验台上并连接直流电源和电压表。
2. 调整电源和电阻箱，使电流在一定范围内变化，记录电流和电压的值。
3. 分别改变电流的方向和大小，测量其对应的电压值。
4. 记录实验数据并进行处理，得出灵敏电流计的灵敏度、误差等参数。
实验结果分析：
通过实验得出，灵敏电流计的灵敏度为0.1μA，误差为0.5%，响应时间小于1ms，在测量微弱电流方面具有较好的性能表现。
同时，我们还发现，灵敏电流计的使用方法比较简单，但在使用过程中需要注意保护仪器，以免损坏仪器导致实验失败。
结论：
本实验通过对灵敏电流计的研究和使用，让我们更加深入地了解了该仪器的工作原理和性能特点，也掌握了其使用方法，具有一定的科学实验意义。
在今后的科研和工作中，我们可以更加准确地测量微弱电流，提高实验结果的精度和可靠性。
灵敏电流计特性研究
灵敏电流计特性研究【实验目的】1． 了解灵敏电流计的原理和构造2． 测定灵敏电流计的内阻和电流计常数3． 观察灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系【实验原理】1． 灵敏电流计的构造：在极细并富有弹性的金属丝上面悬挂着小镜子和线圈，当线圈通有电流时，线圈所受到的磁力矩和金属丝的扭力矩平衡时，线圈偏转一个角度，然后偏转角度经过光的反射放大后显示在屏幕上，实验了多倍放大从而测量比较精准。
经过光学系统的放大，而悬丝代替转轴轴承而避免了机械摩擦，因此有较高的灵敏度，电流计常数大约为6710~10A/mm --。
2． 灵敏电流计的阻尼特性：电磁阻尼的大小为：23()M =iNSB=(tg NBS d R R d θ•+外），由此可知： 1) 当R外较大时，M 3较小，此时线圈作振幅逐渐衰减的振动，需要时间长，且随电阻变大而变长。
此状态称为欠阻尼状态。
2) 当R 外较小时，M 3较大，线圈慢慢回到平衡位置而不会越过平衡位置，R 外愈小，M 3愈大，达到平衡位置的时间也愈长，称为过阻尼状态。
3)当R外适合时，线圈很快达到平衡位而不发生振动，称为临界阻尼状态，此时R R =外临【实验仪器】AC10/2型直流光点反射式检流计、AC15/4型直流复射式检流计、滑线变阻器、电阻箱、直流稳压电源、数字电压表、1Ω标准电阻等。
【实验内容】1．测定灵敏电流计的内阻Rg 和电流常数K 1) 了解灵敏电流计的结构与调节方法。
2) 按图连接，E 1V ≤，电压表用PZ28a/1型数字电压表。
R a =999+1Ω，R b =1.0000+0.0001Ω，K 2合向1。
3) 调节R 0，使电压表读数U=0.110V ，调节R 使电流表偏转50mm ，记下此时的R值。
调节滑线式电阻器R 0，分别使电压表读数为0.120V,0.130V,0.140V,0.150V,0.220V,0.240V,0.260V,0.280V,0.300V 。
灵敏电流计的研究
反光镜 小灯 反光镜
线圈转动的阻尼特性
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：
M
1 Rg R外
2、测定电流计内阻 Rg 半偏法
在测定内阻 Rg 时，对应某个 R2 值可测得电流计光标偏转格数 d1
d1 R0 V R1 K ( R2 Rg )
2 2
保持 R 、R 、V 均不变，调节R 使得光标偏转格数为 d ,且令 d2 d1 / 2
0 1
则有
d2
R0
V
'
R1 K ( R 2 Rg )
实验内容：
1、观察电流计的三种运动状 态并测量临界电阻 RC
根据铭牌标出的外临界电阻 值范围取不同的 R 值，分别为：
2
R2 4 RC
R2
1 4
RC
R2 RC
闭合 K 2 ，调节 RP 使电流计光标 偏转约40mm，光标稳定后迅速断开
和闭合 K 2，观察光标运动状态。
实验电路图
改变 R2 值，使光标刚刚作不振荡回零运动，记录下此时的 R2 的值，即为外临界电阻RC
灵敏电流计的研究
实验目的： 1. 了解灵敏电流计的原理和构造特点。 2. 学习灵敏电流计主要特性参数（灵敏 度、临界阻尼和内电阻）的测量方法。 3. 学会正确使用灵敏电流计。
认识灵敏电流计
基本结构及原理
悬丝 标度尺 矩形线圈 磁铁 矩形线圈以悬丝为轴悬挂在磁 场中。 当电流流过线圈时，磁场作用于 线圈的力矩使线圈以悬丝为轴转动 悬丝的前表面固定反光镜， 反光镜和线圈转动的角度相同 在光路中加人几块固定反射镜， 可使光束多次反射后投射到标尺上， 大大加长了指针的长度，进一步提 高了灵敏度。
灵敏电流计特性的研究
灵敏电流计特性的研究实验目的1.了解灵敏电流计的工作原理，并观察在过阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态；2.掌握测定电流计内阻和灵敏度的方法。
仪器和用具灵敏电流计、直流电阻箱、直流电压表、标准电阻器、直流电源、双刀双掷开关、单刀开关、秒表。
原理1.灵敏电流计的构造与灵敏度灵敏电流计是一种灵敏度较高的磁电式电流表。
它分指针式和光点反射式两种。
指针式电流计的电流分度值一般在510-~710-div A /左右，光点反射式可达div A /10~10118--，常用于精密电磁测量中作指零仪表，也可测定弱电流和低电压。
光点反射式（复射式）灵敏电流计的构造如下图所示，其中光源、三个反射镜和标尺的作用相当于指针式电流表的指针。
因为指针越长，指针指示刻度的分辨力就越高，但指针太长整个动圈的转动的转动惯量便很大，电流计测量的电流的响应时间就要增加，采用光点反射偏转法以及将动圈做得非常狭长，以减少它的转动惯量，这样既解决了指针的“延长”又减少了测量时间，再加上悬丝的抗扭劲度很小，因而电流灵敏度可大幅度提高。
当电流计通电以后，动圈在磁场里受到电磁转动力矩因而发生偏转，同时悬丝由于扭转形变而产生反力矩，当它与电磁力矩相抗衡时，动圈就停在某一位置0θ上即0θD NISB = 移项后得I S DNISBi ==0θ (1)图1式中N,S 分别为动圈的匝数和面积，I 为流过动圈的电流，B 是动圈所在磁场的磁感应强度，D 是悬丝的抗扭劲度。
)(DNSBS i =是与电流计本身构造有关的常量，称为电流计的电流灵敏度，用I S i /0θ= (2)来度量，它的意义是:通过单位电流时，指示电流值的光斑所偏转的分度数。
其单位是分度每安培（div ·A -1)。
例如AC15/4型灵敏电流计的18/10*2-=A div S i ,而AC15/1型的15/10*3.3-=A div S i .显然，AC15/4电流计的灵敏度比AC5/1来得高。
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实验七灵敏电流计特性的研究
实验七灵敏电流计特性的研究
一、实验目的
1.了解灵敏电流计的基本结构和基本原理,学习其使用方法。
2.测定灵敏电流计的电流常量、内阻和外临界电阻，掌握控制其工作状态的方法。
二、实验原理
1、灵敏电流计的基本结构
灵敏电流计是一种高灵敏度的测量仪表，它的基本结构如图30-1所示。
在永久磁铁、极之间，安置一个柱形软铁芯，使磁极与软磁芯之间产生均匀的径向磁场，矩形线圈用一根金属悬丝悬挂起来，该金属悬丝不仅作为线圈电流的进出引线，还作为线圈旋转的转轴。
当线圈通有电流时，线圈在磁场中受到磁力矩而发生偏转，同时悬丝被扭转而产生反方向的弹性扭力矩。
在偏转角为时，磁力矩和弹性扭力矩相等，线圈就达到平衡。
在悬丝上粘附一面小圆镜，它把光源射来的光反射到一个弧形标尺上，并形成一光标，如图30-2所示。
设当没有电流通过线圈时，反射光的光标位于弧形标尺的“0”点上。
当有电流通过线圈时，光标指在标尺刻度上。
可以证明，电流的大小与光标偏转的长度
成正比，即
（30-1）
式中比例常量称为灵敏电流计的电流常量，它在
数值上等于光标移动一个单位长度时所通过的电
流。
在国际单位中，其单位为安[培]每毫米，记为。
电流常量的倒数称为灵敏电流计的灵敏度,记为。
显然灵敏度
愈大，灵敏电流计就愈灵敏。
2、线圈运动的阻尼特性
在使用灵敏电流计时，我们常会看到，当通过灵敏电流计的电流发生变化时，光标会摆动很久才逐渐地停在新的平衡位置上，这时读数很费时间。
一般指针式电表由于内部装有磁阻尼线圈，通电后指针很快摆到平衡位置上，而不来回摆动。
灵敏电流计却不可以用这种方法，它的阻尼问题需要借助于外电路来解决，因此需要研究灵敏电流计线圈运动的阻尼问题。
根据电磁感应定律，线圈在磁场中运动，由于切割磁力线而产生感应电动势，相应的感应电流与磁场相互作用而产生阻止线圈运动的电磁阻尼力矩，它的大小与回路的总电阻（电流计内阻与外电阻之和）成反比，即
（30-2）
由上式可见，通过调节外电路电阻的大小，就可控制阻尼力矩的大小，从而控制线圈的运动状态。
⑴.当较大时，较小，线圈作来回减幅振动，需要经过较长
时
间才能停在新的平衡位置上，这种运动状态称为阻尼
振荡（或欠阻尼）状态，如图30-3曲线Ⅰ和。
⑵.当较小时，较大，线圈缓缓地趋向新的平衡位置。
这种
状
态称为过阻尼状态，如图30-3曲线Ⅱ和。
⑶.当等于某一定值时，线圈很快达到平衡位置又不发生振
荡。
这是介于前二种状态的中间状态，称为临界阻尼状态，如图30-3曲线Ⅲ和。
这时对应的外电阻称为灵敏电流计的临界外电阻，记为。
从上述讨论可见，为了便于测量，我们总是使灵敏电流计处于临界状态或接近临界状态下工作。
本实验的内容之一，就是测量灵敏电流计的临界外电阻。
当灵敏电流计开路时，阻尼很小，光标在标尺零点附近长时间的左右摆动不停，这是实验中不希望发生的。
为此在灵敏电流计两端并联一个按键开关，如图30-4所示。
按下按键，使灵敏电流计短路（外电阻为零），光标就很快停下来，这个按键通常称为阻尼开关。
3、测量电路
实验电路如图30-4所示。
电源电压经过两次分压，在小电阻上得到极小的电压，设通过灵敏电流计的电流为，电压表上的电压为
，在≤,≤的情况下，有
（30-3）
将式（30-1）代入上式，化简可得
（30-4）
上式表明，在、和不变的情况下，电阻与光标偏转的长度成反比，与电流计的电流常量成反比。
在保持电压，电阻和不变的情况下，改变电阻的大小，就可以得到一组相应的光标偏转长度的数值。
以光标偏转长度的倒数为横坐标，以电阻为纵坐标，作图线。
该图线为一条直线。
从图线中求出直线的斜率，则灵敏电流计的电流常量为
（30-5）
求出直线的截距，则灵敏电流计的内阻为
（30-6）
三、实验仪器
型直流复射式检流计，电阻箱，电压表，滑线变阻器，高精度稳压电源，按键开关，双刀双掷开关，单刀开关。
本实验以型直流复射式检流计作为所研究的灵敏电流计，其面板图如图30-5所示。
该检流计用的是光影法读数系统，为使仪器在较小的内壳里有较高的灵敏度，由光源发出的一束光经过悬丝上的小镜和多面平面镜及球面镜多次反射后，再投影到标尺上，由投影到标尺上的光影（称为光指计）的位置来读数。
检流计所用照明电源有两种，一种是220，另一种是6.3。
检流计设有零点调节器和标盘活动调零器。
零点调节器为零点粗调，标盘活动调零器为零点细调。
检流计有一个“分流器”，分为“短路”、“直接”、“×1”、“×0.1”、“×0.01”档，测量时应从最低灵敏度开始，若偏转不大，则可逐步转到高灵敏度测量，“×0.01”档为最低灵敏度档。
为防止检流计悬丝、导电游丝因受机械振动而损坏，设有“短路”档，平时应将分流器设置在“短路”状态。
四、实验内容
<一>、调节灵敏电流计
1.将电源开关置于220V档，接通电源。
2.当指示光标出现后，将“分流器”置于“”档。
转动“零
点
调节”旋钮，将光标调至标尺零点附近（以内），微调“标盘活动调零器”，使光标与标尺零点重合。
<二>、观察灵敏电流计的三种运动状态，测量临界外电阻
1.按图30-4接好电路，开关、处于断开状态，经教师检查
后
方可接通电源。
的阻值先取临界外电阻（由仪器铭牌上读取）的倍，＜10Ω。
取几千欧姆数量级（一般取）。
2.合上开关，调节滑线变阻器使电压表读数为零。
然后再合
上
，调节滑线变阻器缓缓增加电压，同时观察光标的运动，直至光标大约偏转到满刻度的一半时，断开，观察光标振动情况。
当光标经过零点刻度时，立即按下断路开关，使光标迅速回到零点位置。
如果光标静止后，零点不对正，应再次调整零点。
然后反向接通开关
，重复上述观察。
停在零刻线上。
反向接通，重复上述实验。
3.测定外临界电阻
先使较大，并使光标偏转到标尺满刻度的一半左右。
断开，观察光标振荡情况，然后使减小（同时减小电压，使光标不至超过满刻度），直到减小到光标的振动呈临界阻尼状态，即光标很快回到零刻线且不发生振动又恰好不超过零刻线，这时灵敏电流计处于临界阻尼状态。
记下此时的值，则外临界电阻。
要注意在适当的范围内改变的大小，从而找到光标从同一偏转位置回零时间最短的的阻值。
4.再减小的值，断开，观察光标的过阻尼状态。
此时光标
以
非常缓慢的速度趋向于零刻线。
<三>、测量电流计的电流常量和内阻
1.将“分流器”置于：“×1”档，调节滑线变阻器，使光标
偏转
接近满刻度。
2.将电阻的值和光标偏转记入表30-1中，开关换向，使
光
标反向偏转，记取光标偏转。
取其中均值，以消除悬丝左右扭转时不对称带来的影响。
3.使每次增加（由实验室给出），共8次，重复步骤2。
4.以光标偏转长度的倒数（1/）为横坐标，电阻R2为纵坐标，作图线。
从图线中求出直线的斜率和截距，据式（30-5）
和式（30-6）分别求出电流计的电流常量和内阻。
五、数据处理
表30-1 测量灵敏电流计电流常数和内阻
直线的斜率= ；直线的截距= Ω；
电流常量= ；内阻= Ω。
六、注意事项
1.测量中若光标振荡不停，可用按键开关，使电流计受到阻尼。
2.在改变电路，使用结束和移动电流计时，均应将电流计的“分
流
器”置于“短路”档，使电流计处于短路状态。
3.接通电源后，若在标尺上未出现光标时，可将“分流器”置于
“直
接”档，并将电流计轻微摆动，如有光标影象扫掠，则可调节“零点调节器”，使光标调至标尺上。
【思考题】
1.与指针式检流计相比，直流复射式检流计具有较高灵敏度的原
因
有哪些？
2.为什么在搬移检流计时，要使检流计处于短路状态？。