靈敏電流計
檢查直流電路電流或電壓的儀錶
如圖是電錶外形結構。表頭的結構同直流安培表、直流伏特表相同。
靈敏電流計的量程電流(滿刻度電流值)為30微安。儀錶使用前應先檢查指針是否對準零點,如有偏差,應用零點調節器調零。
靈敏電流計
當線圈中通有電流IS時,由於氣隙磁場的作用而產生的電磁力矩推動線圈偏轉。線圈在偏轉過程中,支承它的張絲髮生扭曲變形,同時產生與電磁力矩方向相反的彈性回復力矩,該力矩與線圈偏轉角成正比。當這兩個力矩大小相等時,線圈不再偏轉而處於平衡位置a0,此時有:NSBIg=Dab,式中N為線圈的匝數,S為線圈的面積,B為線圈所在氣隙處的磁感應強度,D為張絲的扭轉係數,這幾個量均為靈敏電流計的固有參數。其中,a0=NSBIs/D=Si*Is。其中,NSB*Si/D定義為電流計的電流靈敏度,其倒數1/Si稱為電流計常量
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靈敏電流計是一種靈敏度很高的磁電系儀錶,它主要用於較量式電磁測量中作指零器,也可用於測量微弱電流和電壓,如測量光電流,生物電流,溫差電勢等.靈敏電流計的內部結構原理如圖8-1所示,它與磁電系電流表相同,不同的是轉動線圈輕而狹長,以減小其轉動慣量,如圖8-1所示為直流復射檢流計,它是用經過幾次反射后形成的光斑代替了指針,相當於指針式電錶的指針大大加長了,指針越長,分辨本領越高,加之扭轉係數很小的張絲,消除了摩擦,因此直流復射式檢流計具有更高的靈敏度,一般達到108~1010分度·安-1(div·A-1)靈敏度是靈敏電流計的一個重要參數,它的定義式為Si=n/Ig
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式中n為通過靈敏電流計的電流為I時,游標偏轉的分格數(或θ角)儀器銘牌上是用S的倒數C=1/S安/格來表示,叫做電流常數.一般C=10^-8~10^-10安/格.據此,我們就可以從游標偏轉的格數讀出通過靈敏電流計的電流的大小.但是儀器經過長期使用、維修,這些常數是有變化的,使用前必須重新測量
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使用中,我們發現,在某些情況下,當通過它的電流發生變化后,游標會來回擺動很久才逐漸停在新的平衡位置,如在這種狀態下進行測量,就很費時間,而一般指針式電錶就沒有這個問題,一旦通電,指針很快平穩地擺到平衡位置,這是因為指針式電錶內部設有阻尼裝置,而靈敏電流計動圈的電阻,即電流計的內阻與外電路構成一個迴路,這個感生電流與磁場相互作用,就產生一個阻止動圈運動的電磁阻尼力矩,該力矩的大小與迴路總電阻成反比。
用靈敏電流計檢查電路中微弱的電流時,可直接串聯在待測電路中,從電流計指針是否偏轉來確定電路中有無電流通過。如果指針向右偏轉,則表明電路有電流從"+"接線柱到"-"接線柱;如果指針向左偏轉,則表明電流方向由"-"接線柱流向"+"接線柱。
用靈敏電流計檢查電路兩點間是否存在電壓,可直接並聯在電路中待測的兩點,根據指針偏轉確定兩點間是否存在電壓,根據偏轉的方向可確定兩點間電壓的方向。
無論用作檢測電流或微小電壓,此電流計都不能精確地測量電流強度或兩點間的電壓,而只能作為檢流計或示零儀錶用。
任何時候都不應使通過電流計的電流強度超過滿刻度電流值,更不要將電流計誤作安培表,或伏特表接入電路。
儀錶搬運時應使兩接線柱短路。
當靈敏電流計的外接電阻不同時,靈敏電流計內部的線圈其阻尼特性不同,當外接電阻較小時,線圈則緩慢地趨向平衡位置,稱為過阻尼狀態;當外接電阻較大時,線圈做減幅周期振動,稱為欠阻尼狀態;在這兩種狀態之間存在一種臨界狀態,即線圈以最快的速度達到平衡位置,而不發生振動,稱為臨界阻尼狀態,此時外接電阻叫做臨界電阻。在實驗中,通過電流計的電流與游標的偏轉格數是成正比的,比例係數C稱之為電流計常數,且電流計有一定的內阻。