靈敏檢流計特性研究報告

1、資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。設計性實驗報告課程名稱_專業(yè)班級_姓名 _學號 _電氣與信息學院實驗題目實驗室實驗時間靈敏檢流計特性研究年月日實驗類別研究性實驗同組人數(shù)2資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。成績指導教師簽字 :一、實驗目的1. 了解靈敏電流計的基本結(jié)構(gòu)和基本原理, 學習其使用方法。2. 測定靈敏電流計的電流常量、 內(nèi)阻和外臨界電阻 , 掌握控制其工作狀態(tài)的方法。二、實驗原理1、 靈敏電流計的基本結(jié)構(gòu)靈敏電流計是一種高靈敏度的測量儀表,它的基本結(jié)構(gòu)如圖30-1 所示。在永久磁鐵、極之間 ,安置一個柱形軟鐵芯,使磁極與軟磁芯之

2、間產(chǎn)生均勻的徑向磁場 ,矩形線圈用一根金屬懸絲懸掛起來,該金屬懸絲不但作為線圈電流的進出引線,還作為線圈旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸。當線圈通有電流時 ,線圈在磁場中受到磁力矩而發(fā)生偏轉(zhuǎn) , 同時懸絲被扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生反方向的彈性扭力矩。 在偏轉(zhuǎn)角為 時, 磁力矩和彈性扭力矩相等 , 線圈就達到平衡。在懸絲上粘附一面小圓鏡 , 它把光源射來的光反射到一個弧形標尺上 , 并形成一光標 , 如圖 30-2 所示。設當沒有電流經(jīng)過線圈時 , 反射光的光標位于弧形標尺的” 0”點上。當有電流經(jīng)過線圈時 ,光標指在標尺刻度上。能夠資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。證明 ,電流的大小與光標偏轉(zhuǎn)的長度成

3、正比 ,即Ig=Kd( 30-1)式中比例常量 稱為靈敏電流計的電流常量一個單位長度時所經(jīng)過的電流。在國際單位中,它在數(shù)值上等于光標移動其單位為安 培 每毫米 ,記為。電流常量的倒數(shù)稱為 靈敏電流計的靈敏度, 記為。顯然靈敏度愈大,靈敏電流計就愈靈敏。2、 線圈運動的阻尼特性在使用靈敏電流計時, 我們常會看到 , 當經(jīng)過靈敏電流計的電流發(fā)生變化時 , 光標會擺動很久才逐漸地停在新的平衡位置上 , 這時讀數(shù)很費時間。 一般指針式電表由于內(nèi)部裝有磁阻尼線圈 , 通電后指針很快擺到平衡位置上 , 而不來回擺動。 靈敏電流計卻不能夠用這種方法 , 它的阻尼問題需要借助于外電路來解決 , 因此需要研究靈

4、敏電流計線圈運動的阻尼問題。根據(jù)電磁感應定律,線圈在磁場中運動,由于切割磁力線而產(chǎn)生感應電動勢 ,相應的感應電流與磁場相互作用而產(chǎn)生阻止線圈運動的電磁阻尼力矩,它的大小與回路的總電阻(電流計內(nèi)阻與外電阻之和 )成反比 ,即資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。( 30-2)由上式可見 ,經(jīng)過調(diào)節(jié)外電路電阻的大小 ,就可控制阻尼力矩的大小 ,從而控制線圈的運動狀態(tài)。. 當較大時 ,較小 ,線圈作來回減幅振動,需要經(jīng)過較長時間才能停在新的平衡位置上,這種運動狀態(tài)稱為阻尼振蕩 (或欠阻尼 )狀態(tài) ,如圖 30-3 曲線和。. 當較小時 ,較大 ,線圈緩緩地趨向新的平衡位置。這

5、種狀態(tài)稱為 過阻尼狀態(tài) ,如圖 30-3 曲線和。. 當?shù)扔谀骋欢ㄖ禃r,線圈很快達到平衡位置又不發(fā)生振蕩。這是介于前二種狀態(tài)的中間狀態(tài),稱為臨界阻尼狀態(tài) ,如圖 30-3 曲線和。這時對應的外電阻稱為靈敏電流計的臨界外電阻 ,記為。從上述討論可見,為了便于測量 ,我們總是使靈敏電流計處于臨界狀態(tài)或接近臨界狀態(tài)下工作。本實驗的內(nèi)容之一,就是測量靈敏電流計的臨界外電阻。當靈敏電流計開路時 , 阻尼很小 , 光標在標尺零點附近長時間的左右擺動不停 , 這是實驗中不希望發(fā)生的。 為此在靈敏電流計兩端并聯(lián)一個按鍵開關 , 如圖 30-4 所示。按下按鍵 , 使靈敏電流計短路 ( 外電阻為零 ) , 光標

6、就很快停下來,這個按鍵一般稱為阻尼開關。資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。3、 測量電路實驗電路如圖30-4 所示。電源電壓經(jīng)過兩次分壓,在小電阻上得到極小的電壓 ,設經(jīng)過靈敏電流計的電流為,電壓表上的電壓為,在,的情況下 ,有( 30-3)將式 ( 30-1)代入上式 ,化簡可得( 30-4)上式表明 ,在、和不變的情況下 ,電阻與光標偏轉(zhuǎn)的長度成反比 ,與電流計的電流常量成反比。在保持電壓,電阻和不變的情況下 ,改變電阻的大小 ,就能夠得到一組相應的光標偏轉(zhuǎn)長度的數(shù)值。以光標偏轉(zhuǎn)長度的倒數(shù)為橫坐標 ,以電阻為縱坐標 ,作圖線。該圖線為一條直線。從圖線中求出直線的

7、斜率,則靈敏電流計的電流常量為( 30-5)求出直線的截距,則靈敏電流計的內(nèi)阻為( 30-6)三、實驗儀器資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。型直流復射式檢流計 , 電阻箱 , 電壓表 , 滑線變阻器 , 高精度穩(wěn)壓電源 , 按鍵開關 , 雙刀雙擲開關 , 單刀開關。本實驗以型直流復射式檢流計作為所研究的靈敏電流計,其面板圖如圖 30-5 所示。該檢流計用的是光影法讀數(shù)系統(tǒng),為使儀器在較小的內(nèi)殼里有較高的靈敏度,由光源發(fā)出的一束光經(jīng)過懸絲上的小鏡和多面平面鏡及球面鏡多次反射后 ,再投影到標尺上,由投影到標尺上的光影(稱為光指計 )的位置來讀數(shù)。檢流計所用照明電源有兩種

8、,一種是 220,另一種是6.3。檢流計設有零點調(diào)節(jié)器和標盤活動調(diào)零器。零點調(diào)節(jié)器為零點粗調(diào),標盤活動調(diào)零器為零點細調(diào)。檢流計有一個”分流器”,分為”短路”、”直接”、” 1”、”0.1 ”、 ” 0.01 ”檔 , 測量時應從最低靈敏度開始 , 若偏轉(zhuǎn)不大 , 則可逐步轉(zhuǎn)到高靈敏度測量 , ” 0.01 ”檔為最低靈敏度檔。為防止檢流計懸絲、導電游絲因受機械振動而損壞 , 設有”短路”檔 , 平時應將分流器設置在”短路”狀態(tài)。四、實驗內(nèi)容、 調(diào)節(jié)靈敏電流計1. 將電源開關置于220V 檔,接通電源。2. 當指示光標出現(xiàn)后,將”分流器”置于”檔。轉(zhuǎn)動”零點資料內(nèi)容僅供您學習參考，如有不當或者侵

9、權(quán)，請聯(lián)系改正或者刪除。調(diào)節(jié)”旋鈕 ,將光標調(diào)至標尺零點附近(以內(nèi) ) ,微調(diào)”標盤活動調(diào)零器” ,使光標與標尺零點重合。、 觀察靈敏電流計的三種運動狀態(tài),測量臨界外電阻1. 按圖 30-4 接好電路 ,開關、處于斷開狀態(tài) ,經(jīng)教師檢查后方可接通電源。的阻值先取臨界外電阻(由儀器銘牌上讀取)的倍, 10。取幾千歐姆數(shù)量級(一般取)。2.合上開關,調(diào)節(jié)滑線變阻器使電壓表讀數(shù)為零。然后再合上, 調(diào)節(jié)滑線變阻器 緩緩增加電壓 , 同時觀察光標的運動 , 直至光標大約偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半時,斷開,觀察光標振動情況。當光標經(jīng)過零點刻度時,立即按下斷路開關,使光標迅速回到零點位置。如果光標靜止后,零點不對正 ,應再次調(diào)整零點。然后反向接通開關,重復上述觀察。停在零刻線上。反向接通,重復上述實驗。3. 測定外臨界電阻先使較大 ,并使光標偏轉(zhuǎn)到標尺滿刻度的一半左右。斷開,觀察光標振蕩情況,然后使減小 (同時減小電壓 ,使光標不至超過滿刻度