电表的工作原理及其改装与使用(马超杰).doc

电表的工作原理及其改装与使用
马超杰杨帆刘衡机李彦胥
(云南大学附属中学高二理4班 650000)
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摘要:电流表是用来测量电流大小工具!实验室常用的电流表为磁电式电流表,电磁式电流表的构造为:蹄型磁铁两极间一个固定圆柱形铁心,铁心外面铝框上绕着线圈。铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针,线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上,被测电流经过这两个弹簧流入线圈。通电线圈在磁场中将受到安培力而使指针转动,因为电流大小与安培力大小成正,所以就可以根据转动幅度在刻度盘上标出相应的刻度,最终达到测量电流大小的目的。
关键词:电流表结构、电路图、工作原理、高考常考题型
电流表的构造及其工作原理
电流表,(ammeter)又称“安培表”,是用来测量电路中电流大小的工具。直流电流表的主要构造: 三个线接线柱[有“+”,“-”两种接线柱,如(+,-,-3)或(-,,3)],指针,刻度等(交流电流表无正负接线柱) 。
磁电式电流表其构造是在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯,铁芯外面套着一个可以绕轴转动的铝框,铝框上绕有线圈,铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针,线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上,被测电流经过这两个弹簧流入线圈。如图:
电流表是跟据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。
结构如图:
①转动原理: 蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀的地辐向分布的,不管通电线圈转到角度,它的平面都跟磁感线平行,当电流通过线圈时,线圈上跟铁柱轴平行的两边都要受到安培力,这两个力产生的力矩使线圈发生转动,线圈转动时螺旋弹簧被扭动,产生一个阻碍线圈转动的力矩,其大小随线圈转动的角度的增大而增大,当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时,线圈停止转动。
②刻度制作原理:磁场对电流的作用力与电流成正比,因而线圈中的电流越大,安培力产生的力距也越大,线圈和指针偏转的角度也越大,因而根据指针的偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱。当线圈中的电流方向发生变化时,安培力的方向也随之改变,指针的偏转方向也发生变化,所以根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。
线圈受到的安培力表达式为:。①F:安培力(单位:牛顿N),②n:线圈匝数,③B:线圈所在磁场强度,④I:通过线圈的电流大小, ⑤L:有效长度
二、电流表的改装
电流表的改装:
1、把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
原理:给小量程的电流表并联一个分流电阻,就可以用来量度较大的电流,及扩大了电流表的量程。
2、把电流表改装成电压表。
原理:讲电流表的示数根据欧姆定律换算成电压值,可直接用于测电压,只是量程U很小,如果给小量程的电流表串联一个分压电阻,就可以用来度量较大的电压,因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表。
注:将电流表改装