靈敏電流計

靈敏電流計

靈敏電流計是供學生實驗或實驗室檢查直流電路中微弱的電流或微小電壓用的,它是一種高靈敏度的磁電式儀表,可以測量10^-7~10^-12A的微小電流。如用作電橋測量、溫差電偶、電磁感應及光電效應等。

基本介紹

  • 中文名:靈敏電流計
  • 外文名:Galvanometer
  • 用途:測量微弱電流或電壓
  • 測量範圍:10^-7~10^-12A
簡介,工作原理,結構,運動特性,使用方法,
靈敏電流計靈敏電流計

簡介

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。儀表使用前應先檢查指針是否對準零點,如有偏差,套用零點調節器調零。

工作原理

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。

結構

靈敏電流計是一種靈敏度很高的磁電系儀表,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後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.
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.

運動特性

使用中,我們發現,在某些情況下,當通過它的電流發生變化後,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。

使用方法

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表用。
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。
儀表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。

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