磁電式電流表

中學物理常用的測量儀器

磁電式電流表即為中學物理常用的測量閉合迴路電流大小的儀器。當電流通過線圈時,導線受到安培力的作用,線圈左右兩邊所受安培力的方向相反,安裝在軸上的線圈就會轉動。線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針的偏轉方向也隨著改變。根據指針的偏轉方向,可以知道被測電流的方向。

電流表的組成


磁電式電流表
磁電式電流表
永久磁鐵、鐵芯、線圈、螺旋彈簧、指針、刻度盤等六個部分組成。如圖所示

工作原理


電流表由於蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是輻向均勻分佈的,因此不管銅電線圈轉到什麼角度,它的平面都跟磁感線平行。因此,磁力矩與線圈中電流成正比(與線圈位置無關)。當銅電線圈轉動時,螺旋彈簧將被扭動,產生一個阻礙線圈轉動的阻力矩,其大小與線圈轉動的角度成正比,當磁力矩與螺旋彈簧中的阻力矩相等時,線圈停止轉動,此時指針偏向的角度與電流成正比,故電流表的刻度是均勻的。當線圈中的電流方向改變時,安培力的方向隨著改變,指針的偏轉方向也隨著改變,所以,根據指針的偏轉方向,可以知道被測電流的方向。

讀數原理


磁電式電流表的讀數是應用了電磁阻尼的原理。
為了使指針擺動快速穩定下來,從而便於快速讀出示數,磁電式電流表將線圈繞在閉合的鋁框上,在閉合的鋁框內產生感應電流,獲得電磁阻尼力矩,以使線圈快速穩定在所示數值的位置。