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磁电式电流表

发布日期:2022-08-17 作者:Admin 点击:0

磁电式电流表是电流表的一种,以它为基础可以制成安培表、伏特表、欧姆表以及多用表等,在电磁测量中有广泛的应用。如图3.专1-5所示为磁电式电流表的结构图。

图片

在马蹄形永磁铁的两个磁极S和N之间放置一圆柱形软铁芯Ⅹ,目的是增强磁场并使磁感线在磁极与铁芯的狭小缝隙中沿径向且均匀分布。在缝隙中放一轻铝框L,其上有用细绝缘导线绕成的多匝矩形线圈,铝框的转轴上固定一指针Z。它在刻度盘P上的指示反映铝框偏转的角度。铝框转轴的两端分别通过两个相互反绕的金属游丝(螺旋弹簧)Y和Y'经导线与接线柱相连。

使用时把电流表串入待测支路中,待测电流从一个接线柱流入,经游丝、矩形线圈和另一游丝后从另一接线柱流出。

     没有电流时,线圈处在平衡位置,指针指0。待测电流Ⅰ流经线圈时线圈因受到安培力矩而转动。

     图片

 为了能更直观地分析安培力矩,画出侧视图如图3.4-7所示。缝隙中同一个圆周上的磁场B的大小处处相同,方向沿径向(并非处处同向),不是匀强磁场,然而这一磁场恰恰保证如下两点:

    (1)无论线圈偏转到什么位置,其两条长边所感受到的磁场都等效于一个平行于线圈平面的均匀磁场,且B与两条长边垂直;

    (2)B值与转角无关,因而力矩大小也与转角无关。设线圈共有N匝,每匝的面积为S,则铝框所受的安培力大小为图片

线圈在这一力矩作用下反抗游丝的弹性而转动,游丝出现与线圈的偏转角α成正比的弹性恢复力矩图片(其中K为反映游丝弹性的常量)当图片大到足以抗衡M时线圈平衡于某个角度图片,满足图片,故图片

可见,指针平衡时指示的角度图片图片成正比,按上式把图片转换为图片并标在刻度盘上,便可测量时直接读出电流值。

需要注意的是,当线圈的偏转角α较小时,游丝的弹性恢复力矩与并不满足正比关系,即二者间为“非线性关系”,由于电流表的示数是均匀刻度的,此时电流计的读数误差较大。因此,为减小系统误差,应该选择合适的量程,在电流表指针偏转角较大时读数。



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