冲击电流计法测量螺线管内磁场 [实验目的] 1．了解用冲击电流计测量磁场的基本原理。 2．学会使用冲击电流计。 3．通过对螺线管轴线上磁场的测量结果和理论计算值比较，加深理解圆形电流磁场的理论。 [实验仪器] 直流电源、直流电流表、冲击电流计、螺线管磁场测量仪、多值电阻箱、滑线变阻器等 [实验原理] 长直螺线管轴线上的磁场 如图11-1所示，设螺线管长为L ，半径为0r ，上面均匀地紧密绕有N 匝线圈，线圈通以电流I ，并放在磁导率为μ的磁介质中。如果在螺线管上取一小段线圈dL ，则可看作是通过电流为L INdL 的圆形电流线圈。它在螺线管轴线上距离中心为x 的点P 产生的磁感应强度x dB 为 3202r r L INdL dB x μ??????= （1） 由图11-1可知，β=sin 0r r ，β β=sin rd dL 。代入式（1）得到 ββμ=d L IN dB x sin 2 （2） 因为螺线管的各小段在P 点的磁感应强度的方向均沿轴线向左，故整个螺线管在P 点产生的磁感应强度
()21cos cos 2sin 2212 1β?βμ=ββμ==∫∫ββββL NI d L NI dB B x （3） 或者 ??????????????????????????+??????+++????? ???+????????μ=212022*********r x L x L r x L x L L NI B x （4） 令0=x ，得到螺线管中点o 的磁感应强度 ()2 120204r L NI B +μ= （5） 令2L x =，得到螺线管两端面中心点的感应强度 ()2 1202242r L NI B L +μ= （6） 当0r L ≥时，由式（5）和式（6）可知，202B B L ≈。只要螺线管的比值0r L 保持不变，则不论螺线管放大或缩小，也不论线圈的匝数N 和电流I 为多少，磁感应强度相对值沿螺线管轴的分布曲线不改变，其分布曲线见图11-2。 为了测得螺线管轴线上的磁场，我们采取冲击 法，利用磁通迅速变化时，处在磁通变化区域内的 探测线圈将产生感应电动势这一原理来进行测量。 如图11-3所示。当螺线管内的探测线圈（用漆包线 在非铁磁性和非金属性材料做成的骨架上绕制的一 个小型线圈）在管内移动时，设通过螺线管的电流 为I，螺线管轴线上探测线圈截面积S 内的平均磁感应强度为x B （显然，S 愈小，x B 愈接近于螺线管轴 线上的磁感应强度）。设法使磁通量改变ΔΦ，则探 测线圈上就产生感应电动势，由于探测线圈的两端 与冲击电流计相连，这时即有感应电流通过电流计， 如果能测出这时所迁移的电量，就可以求出待测的 磁感应强度x B 。 现将图11-3中的电源接通，开关1K 倒向一边，则有电流I 通过螺线管，并使探测线圈中的磁通量由零迅速变为Φ，同时在探测回路中产生感应电动势脉冲 1K 2 K
怎样用万用表检测电容器 电容器是一种最为常用的电子元件。电容器的外形及电路符号缤-10所示。电容器的通用文字符号为“C”。电容器主要由金属电极、介质层和电极引线组成，两电极是相互绝缘的。因此，它具有“隔直流通交流”的基本性能。 用数字万用表检测电容器，可按以下方法进行。 一、用电容档直接检测 某些数字万用表具有测量电容的功能，其量程分为2000p、20n、200n、2μ和20μ五档。测量时可将已放电的电容两引脚直接插入表板上的Cx插孔，选取适当的量程后就可读取显示数据。 2000p档，宜于测量小于2000pF的电容；20n档，宜于测量2000pF至20nF 之间的电容；200n档，宜于测量20nF至200nF之间的电容；2μ档，宜于测量200nF至2μF之间的电容；20μ档，宜于测量2μF至20μF之间的电容。 经验证明，有些型号的数字万用表（例如DT890B＋）在测量50pF以下的小容量电容器时误差较大，测量20pF以下电容几乎没有参考价值。此时可采用串联法测量小值电容。方法是：先找一只220pF左右的电容，用数字万用表测出其实际容量C1,然后把待测小电容与之并联测出其总容量C2，则两者之差（C1－C2）即是待测小电容的容量。用此法测量1～20pF的小容量电容很准确。 二、用电阻档检测 实践证明，利用数字万用表也可观察电容器的充电过程，这实际上是以离散的数字量反映充电电压的变化情况。设数字万用表的测量速率为n次/秒，则在观察电容器的充电过程中，每秒钟即可看到n个彼此独立且依次增大的读数。根据数字万用表的这一显示特点，可以检测电容器的好坏和估测电容量的
大小。下面介绍的是使用数字万用表电阻档检测电容器的方法，对于未设置电容档的仪表很有实用价值。此方法适用于测量μF～几千微法的大容量电容器。 1．测量操作方法 如图5-11（a）所示，将数字万用表拨至合适的电阻档，红表笔和黑表笔分别接触被测电容器Cx的两极，这时显示值将从“000”开始逐渐增加，直至显示溢出符号“1”。若始终显示“000”，说明电容器内部短路；若始终显示溢出，则可能时电容器内部极间开路，也可能时所选择的电阻档不合适。检查电解电容器时需要注意，红表笔（带正电）接电容器正极，黑表笔接电容器负极。 2．测量原理 用电阻档测量电容器的测量原理如图5-11（b）所示。测量时，正电源经过标准电阻R0向被测电容器Cx充电，刚开始充电的瞬间，因为Vc ＝0，所以显示“000”。随着Vc 逐渐升高，显示值随之增大。当Vc ＝2VR 时，仪表开始显示溢出符号“1”。充电时间t为显示值从“000”变化到溢出所需要的时间，该段时间间隔可用石英表测出。 3．使用DT830型数字万用表估测电容量的实测数据 使用DT830型数字万用表估测μF～几千微法电容器的电容量时，可按照表5-1选择电阻档，表中给出了可测电容的范围及相对应的充电时间。表中所列数据对于其他型号的数字万用表也有参考价值。 选择电阻档量程的原则是：当电容量较小时宜选用高阻档，而电容量较大时应选用低阻档。若用高阻档估测大容量电容器，由于充电过程很缓慢，测量时间将持续很久；若用低阻档检查小容量电容器，由于充电时间极短，仪表会一直显示溢出，看不到变化过程。
实验九 灵敏电流计的特性研究 实验目的 1．了解灵敏电流计的工作原理． 2．掌握灵敏电流计内阻和灵敏度的测定方法． 3．观察灵敏电流计的三种动动状态． 仪器与用具 电源，复射式检流计，电压表，电阻箱，标准电阻，滑线变阻器，电子秒表等． 实验原理 1．灵敏电流计的结构 灵敏电流计是一种灵敏度很高的磁电系仪表，它主要用于较量式电磁测量中作指零器，也可用于测量微弱电流和电压，如测量光电流，生物电流，温差电势等．灵敏电流计的内部结构原理如图8-1所示，它与磁电系电流表相同，不同的是转动线圈轻而狭长，以减小其转动惯量，如图8-1所示为直流复射检流计，它是用经过几次反射后形成的光斑代替了指针，相当于指针式电表的指针大大加长了，指针越长，分辨本领越高，加之扭转系数很小的张丝，消除了摩擦，因此直流复射式检流计具有更高的灵敏度，一般达到108～1010分度·安-1(div ·A -1)灵敏度是灵敏电流计的一个重要参数，它的定义式为 g i I n S = (8-1) 式中n 为通过灵敏电流计的电 流为g I 时，光标偏转的分格数 (或θ角)仪器铭牌上是用i S 的倒数i S C 1=安·格-1来表示，叫 做电流常数．一般C ＝10-８～ 10-10安·格-1．据此，我们就可 以从光标偏转的格数读出通过 灵敏电流计的电流的大小．但是仪器经过长期使用、维修，这些常数是有变化的，使用前必须重新测量． 图8—1 2．灵敏电流计的运动特性． 使用中，我们发现，在某些情况下，当通过它的电流发生变化后，光标会来回摆动很久才逐渐停在新的平衡位置，如在这种状态下进行测量，就很费时间，而一般指针式电表就没有这个问题，一旦通电，指针很快平稳地摆到平衡位置，这是因为指针式电表内部设有阻尼装
万用表检测电容的方法介绍 1 指针式万用表检测电容 1.1 固定电容的检测 （1）容量在0.01 pF以上固定电容的检测 将指针式万用表调至R×10k欧姆挡，并进行欧姆调零，然后用万用表的红、黑表笔分别接触电容的两个引脚，观察万用表指针的变化，如图1所示。 如果表笔接通瞬间，万用表的指针向右微小摆动，然后又回到无穷大处，调换表笔后，再次测量，指针也向右摆动后返回无穷大处，则可以判断该电容正常； 如果表笔接通瞬间，万用表的指针摆动至“0”附近，则可以判断该电容被击穿或严重漏电； 如果表笔接通瞬间，指针摆动后不再回至无穷大处，则可判断该电容漏电； 如果两次万用表指针均不摆动，则可以判断该电容已开路。 （2）容量小于0.01 pF的固定电容的检测 检测10pF以下的小电容时，因电容容量太小，故用万用表进行测量，只能检查其是否有漏电、内部短路或击穿现象：测量时选用万用表R×10k挡，将两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。如果测出阻值为零，则可以判定该电容漏电损坏或内部击穿。
图1 检测0.01 p，F以上的固定电容 检测10pF～0.01 ；tF固定电容可采用如下方法。将万用表调至R×10k挡，选用两只卩值大于100的三极管3DC6（或9013）组成复合管，其电路原理图如图2所示。利用复合管的放大作用，把被测电容的充电电流予以放大，以增大万用表指针的摆动幅度。将被测电容接于复合管的基极b与集电极c间，万用表的红、黑表笔分别与复合管的发射极e和集电极c相接。如果万用表的指针微摆动后返回至无穷大处，则说明电容正常；如果指针不动或不能返回至无穷大处，则说明电容已损坏。在测试操作时，特别是在测量较小容量电容时，要反复调换被测电容引脚接触两点，以明显地看到万用表指针的摆动。 图2 复合管构成的测试电路原理图 1.2 电解电容的检测 电解电容的容量较一般固定电容大得多，测量时，针对不同容量选用合适的量程。一般情况下，1～47 pF间的电容，可用R×1k挡测量；大于47 ptF 的电容可用R×100挡测量。电容容量越小，电阻挡倍率选择应越大。测量前应让电容充分放电，即将电解电容的两根引脚短路，把电容内的残余电荷放掉。可以用万用表表笔将电容两引脚短路，电容放电方法示意图如图3所示。大容量电容须用螺丝刀金属部分放电。 电容充分放电后，将指针万用表的红表笔接负极，黑表笔接正极。在刚接通的瞬间，万用表指针应向右偏转较大角度，然后逐渐向左返回，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向绝缘电阻，一般应在几百千欧
竭诚为您提供优质文档/双击可除灵敏电流计的研究实验报告 篇一：实验十三灵敏电流计特性的研究 实验十三灵敏电流计特性的研究 【实验目的】 1．了解灵敏电流计的基本结构和工作原理。2．掌握测量灵敏电流计内阻和灵敏度的方法。3．学会正确使用灵敏电流计。 【实验仪器】 灵敏电流计，直流稳压电源，滑线变阻器，电阻箱，标准电阻，直流电压表等。 【实验原理】 灵敏电流计是一种重要的电学测量仪器，它的灵敏度很高，用来检测闭合回路中的微弱电流（约10—10A）或微弱电压（约10—10V），如光电流、生理电流、温差电动势等，更常用作检流计，如作为电桥、电位差计中的示零器。常见的有指针式、壁架式和光点式等。本实验 研究的是光点式灵敏电流计。
1．光点式灵敏电流计的基本结构和工作原理 光点式灵敏电流计的结构如图2.13.1所示。在永久磁 铁之间有一圆柱形软铁芯，使空隙中 -6 -10 -3 -6 图2.13.1检流计光路图 的磁场呈辐射状分布。用张丝将一多匝矩形线圈垂直悬挂于空隙中，在线圈下端装置了一平面小镜。从光源发出的一束定向聚焦光首先投射在小镜上，反射后射到凸面镜上，再反射到 长条平面镜上，最后反射到弧形标度尺上，形成一个中间有一条黑色准丝像的方形光斑。当有微弱电流通过线圈时，此线圈（及小镜）在电磁力矩作用下以张丝为轴而偏转，于是小镜的反射光也改变方向。这个反射光起了电流计指针的作用。由于这种装置没有轴承，消除了难以避免的机械摩擦；又由于发射光线多次来回反射，增加了“光指针”的长度，使在同样转角下，“光指针针尖”（光斑）所扫过的弧长增加，所以这种电流计的灵敏度得到大大提高。由此可知，光点式灵敏电流计是磁电式电表的一种。因此，通过电流计线圈的电流Ig与线圈的偏角θ成正比，由图2.13.2可知，线圈（及
用冲击电流计测电容和高电阻 实验目的：1.掌握对冲击电流计的使用； 2.学习测量电容的实验方法； 3.学习测量高阻值电阻的实验方法。 实验装置和仪器：直流稳压电源、直流数字电压表、DQ-4型冲击电流计、滑线变阻器、标准电容箱、待测电容盒、待测电阻盒、双刀电键等各一个；单刀电键两个；导线若干。 实验原理： （一）测电容 用稳压电源E 对电容器C 充电以后，经过冲击电流（量）计放电测出电量Q 即得： V Q C = （1） 实验电路如下： 图1 用冲击电流计测电容电路图 上图中K 1为单刀开关；K 2为电容器的放电开关，用以保证在对C 的充电过程中，电容器中没有残余电量；K 3为双刀双掷开关，即测量的选择开关，置左时，工作电路对C 充电，置右时，C 对冲击电流计放电。 （二）测高电阻 用可调的稳压电源E 对R 、C 串联电路充电，则C 上的电量Q 的堆积将不仅与充电电压V 和时间常数RC 有关，而且与充电的时间t 也有关系。 设0=t 时开始充电（充电电压为V ），t t =时，C 上堆积的电荷量为Q ，则此时 继续充电时，由欧姆定律可知电量的增量Q ?的变化为 图2 用冲击电流计测高电阻电路图 由上式可知，有 t R V V V C ?-=?0 即 RC t V V V ?=-?0 写出微分形式为 RC t d V V V d =-0 则??=-t V RC t d V V dV 00 0 积分后可得：RC t V V V =-00ln
则由（1）式可得 RC t Q Q Q =-00ln 因此，有 Q Q Q C t R -= 00 ln （2） 式中0Q 是0V 直接对C 充电所测得的电量（或∞→t 时，通过R 对C 的充电电量），Q 为0V 通过R 对C 的充电电量。 实验步骤 1．测电容 （1）按照电路图1接线，图中C 处标准电容C 0，估计并设置好各仪器的量程，请教师查线。 （a ）按照要求将各仪器接通电源，预热5—10min ，此时K 1、K 2和K 3应断开； （b ）将图中开关K 3倒左端，以V 0对C 0充电后，再倒右端放电，这时Q 计所显示的就是放电时迁移的电量Q 01，记下此数据； （c ）将K 2闭合约3s ，使C 0及Q 计放尽残余电荷后，再断开，再将K 3倒向充电端，进行第二次测量。 （d ）重复（b ）、（c ）步骤测Q 0共5次。 （2）测电容C x1、C x2、C x3：将待测电容C x 置换下标准电容C 0重复上述（b ）、（c ）步骤测Q 1、Q 2、Q 3，各测5次。 （3）测量完毕，按要求关闭各仪器，请教师签字后拆线并整理好。 2．测高电阻 （1）按照电路图2接线，图中C 处标准电容C 0，估计并设置好各仪器的量程，请教师查线。 （a ）按照要求将各仪器接通电源，预热5—10min ，此时所有电键应断开； （b ）改变滑线变阻器0R 的滑动端，选取合适的充电电压0V 。将图中开关K 3闭合，使电阻R 短路，开关K 4断开，以V 0对C 0充电后，再倒右端放电，这时Q 计所显示的就是放电时迁移的电量Q 0，记下此数据； （c ）将K 4闭合约3s ，使C 0及Q 计放尽残余电荷后，再断开，再将K 5倒向充电端，进行第二次测量。 （d ）重复（b ）、（c ）步骤测Q 0共5次。 （2）将开关K 3断开，仿照（b ）测出在不同的充电时间t （t 分别取s s s s s 54321、、、、 ）下电容器的电量值Q ，各测5次。 （3）测量完毕，按要求关闭各仪器，请教师签字后拆线并整理好。 数据处理（内容和要求） 1．计算电容值 （1）求出0Q 的平均值，把0Q 、0V 代入公式1，求出0 C '，并与电容箱的示值0C 比
用指针万用表测电容的几种方法 在家电维修过程中，因电容漏电或容量变化而引发的故障可谓屡见不鲜且故障现象各异。一般的指针万用表和部分数字万用表都无法测量电容，特别是那些小电容，给维修造成很大的不便。在此，我给大家介绍几种小容量电容的测量方法，供参考。 方法l：找一个β≥250的晶体三极管(要求穿透电流要小)，如一时找不到，可用两只同型号的三极管复合成达林顿形式，见图1。将被测电容并接在三极管的c-e结(若为有极性电容则电容正极接三极管c极)，然后用万用表R×10k挡，黑表笔接c极，红笔接e极，见图2，观察表针瞬时摆动程度。照此法用几个已知容量的正常(高精确度)的电容反复测试，记录下表针每次的瞬时最大摆动幅值，l进行处理计算，算出表盘上每小格应代表的电容值，备日后参考之用。对电容进行测量时，通过对所测电容表针摆动幅度与参考幅度进行比较可判断电容的好坏。 方法2：找一个高精确度已知容量的电容(耐压250V以上)和一个自耦输出电压可调的变压器，见图3。Cn为已知电容，Cx为待测电容，接好线通电之后测Cx与Cn上各自的分压，但需注意电源变压后的输出电压不应大于Cx的耐压。此时可根据公式Uo／Ux=Co／Cx推算出Cx的容量。若Cx的耐压在300V以上，则可直接将两只串联电容接于220V的交流电源(注：此法只适应非极性电容)。方法3：若电容耐压在400V以上且只需估测电容容量，则可按图4接线，让被测电容与万用表某一表笔串接后，将万用表拨到电压挡(250V)测交流电压，如此用多个已知电容测试，记住表针摆动幅度，这样可为以后估测电容提供依据(注：此法只限非极性电容)。方法4：电解电容的测量。因电解电容存在极性问题，可照图5接一个半波整流二极管，根据被测电容的耐压适当选择自耦变压器的输出电压。Co为已知容量的
院－系：理学院物理系 专业：物理学 年级： 09 物理 学生姓名：母永方 学号： 200902050234
灵敏电流计的研究 摘要：本文主要是通过对灵敏电流计的原理进行了解，然后通过实验对相关量的测定，来 求灵敏电流计的自由振荡周期、电流计的灵敏度和内阻，以及观察三种运动状态并无额定临界阻尼。 关键词： 实验目的 实验原理 实验步骤 实验数据处理 讨论 【实验目的】 1.了解灵敏电流计的工作原理，并观察在阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态 。 2.掌握测定灵敏电流计、内阻的方法 。 3.学习正确使用灵敏电流计 4.了解灵敏电流计的结构和工作原理 【实验仪器】 灵敏电流计 直流电阻箱 直流电压表 标准电阻箱 直流电源 标准电阻器 双刀双掷开关 单刀开关 秒表 【实验原理】 1.电流计的构造与灵敏度 灵敏电流计是一种高灵敏度的磁电式仪表，可以测量7 10-～12 10 -A 的微小电流。在精 密测量中，除用它来测量微小电流外，还可用作检流计，以检测电路中是否有微小电流通过。分为指针式和光点式两种。复射式灵敏电流计称光点反射式电流计，由于用了极细的金属悬丝代替轴承，且将线圈悬挂在磁场中，由于悬丝细而长，反抗力矩很小，所以当有极弱的电流流过线圈时，就会使它有明显的偏转，因而它比一般的电流表要灵敏得多，可以测量 610-～1110-A 范围的微弱电流和 310-～810- V 范围的微小电压，如光电流、物理电流、 温差电动势等；更常用来作检流计，在电桥、电位差计中作为指零仪。 灵敏电流计是磁电式仪表。用金属丝E （称为张丝）绷紧可转动线圈。由于用张丝代替了普通的转轴和轴承、曲调了机械摩擦，使电表的灵敏度大大提高。在动圈上固定有小镜m （见图1）它把装在电流计前部小灯泡射来的光反射到标尺上并形成一个光斑。当电流流进线圈时线圈带动小镜转动。设转角为θ（见图2）反射光线将转过2θ角，光斑在标尺上移动距离n=2l θ(l 为小镜m 至标尺的距离)由n 可测出电流的大小。由于用没有重量的光指针代替普通电表的金属指针，相当于大大加长了指针的长度，进一步提高了电表的灵敏度。这就是“光电检流计”。 n 用毫米作单位，它正比于流过线圈的电流I=kn ，称k 为电流计常数，单位是A/mm ，即光移动1mm 所对应的电流数值，一般由制造厂家给出。k 的倒数S=1/k 称为电流灵敏度。
用数字万用表的欧姆档， 测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。①、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100μF/250V的电容可用一个100μF/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。②、估测皮法级电容容量大小：要用R×10kΩ档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。 ③、测电容是否漏电：对一千微法以上的电容，可先用R×10Ω档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R×1kΩ档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近∞处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量，同样表针应停在∞处而不应回返。 首先将万用表打到测试二极管端（蜂鸣端），用万用表的红表笔接触三极管的其中一个管脚，而用万用表另外的那支表笔去测试其余的管脚，直到测试出如下结果： 1、如果三极管的黑表笔接其中一个管脚，而用红表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为PNP三极管，且黑表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的红表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。 2、如果三极管的红表笔接其中一个管脚，而用黑表笔测其它两个管脚都导通有电压显示，那么此三极管为NPN三极管，且红表笔所接的脚为三极管的基极B，用上述方法测试时其中万用表的黑表笔接其中一个脚的电压稍高，那么此脚为三极管的发射极E，剩下的电压偏低的那个管脚为集电极C。
实验五、灵敏电流计特性的研究 灵敏电流计是一种用途十分广泛的高灵敏度的直读式磁电式仪表。它常常用来测量微弱电流(10510~10--A)，如生理电流、光电流等。还可用它来测量微弱电压（6510~10--V ），如温差电动势等。正因为灵敏电流计有较高的灵敏度，所以常用它做为电桥和电位差计中的平衡指示仪（也称检流计）。 灵敏电流计在获得高灵敏度的同时，伴随带来了如何控制电流计指示迅速稳定和迅速回零的问题，因此，有必要了解灵敏电流计线圈在磁场中的运动特性，最佳工作状态，以及它的内阻和灵敏度等。 灵敏电流计的种类较多，现以常用的直流复射式检流计（AC15型）为例，了解灵敏电流计的基本构造、工作原理、主要参数的测定及正确使用方法。 实验目的 （1） 了解灵敏电流计的构造和工作原理。 （2） 并观察在过阻尼、欠阻尼及临界阻尼下的三种运动状态。 （3） 掌握测定灵敏电流计内阻和灵敏度的方法。 （4） 学习正确使用灵敏电流计的方法。 仪器和用具 AC15型直流复射式灵敏电流计、ZX21直流电阻箱（2个）、DM －V 9数字电压表、BZ3标准电阻器（1Ω）、WYT －10直流电源、BX －7型滑线变阻器（0~100Ω）、双刀双掷开关(1个) 、单刀双掷开关（2个）、秒表（1块），fx-3600p 计算器。 实验原理 一、 灵敏电流计的构造原理 灵敏电流计的构造如（图1）所示。它由一个多匝线圈和 永久磁铁组成，线圈用上下两根很细且有弹性的金属丝（扁铍青铜丝），铅直悬挂在永久磁铁与圆柱形软铁所形成的匀强磁场的空隙中。线圈可以以金属丝为轴转动，上下两根金属丝分别为线圈两端电流引入线，由于用金属丝代替了变通磁电式仪表线框上的转动轴和轴承，减少了摩擦，从而大大提高了灵敏电流计的灵敏度。 在灵敏电流计中，线圈通电转动的角度不用指针来指示，而采用光学放大的方法来指示，如（图2）所示，在线圈上端的金属丝装置了一个小平面镜M ，由光源S 向这小镜M 射来一束定向的聚焦平行光。这束光经小镜M 反射后，投影到以转轴OO ˊ为中心的弧形标尺BD 上，并形成一个有黑色准线象的光标（以下简称光标），当有微弱电流通过线圈，线圈在磁场中磁力作用下，和小镜M 一起转过θ角时，光标则转过2θ角，光标中央的黑色准线象在标尺上移动的距离为 θl d 2= (1)
数字冲击电流计设计 学生：指导教师： 内容摘要：本设计是基于51系列的单片机进行的数字电流表设计，可以进行电流的数字计数，并在液晶显示器上显示。数字电流表的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C51单片机，TLC549模数转换器，液晶显示器电路，以及电流采样电路等组成。程序采用C语言编写，可移植性强。 本电流表各模块之间使用标准信号进行传输的，这些标准信号都符合国际标准。国际电工委员会在1973年四月第65次技术委员会通过的标准规定了国际统一信号标准，过程控制系统的模拟直流信号为4到20MA，模拟直流电压信号为1到5伏，我国的DDZ-3型电动单元组合仪表采用了国际的信号标准。 关键词：电流采样 A/D转换器放大器 AT89C51单片机
Digital Design quantometer Abstract: This design is based on the design of digital ammeter 51 series MCU can be current digital count, and displayed on the LCD monitor. The design process of digital ammeter concurrent design of hardware and software. The hardware part is mainly composed of AT89C51 microcontroller, TLC549 ADC, LCD circuits, and current sampling circuit. Program using C language, portability. Every part of the digital ammeter uses the standard signal which is in line with the International Standards for transmission. The IEC made the International Standards for the united transported signal on the 65th technology committee in April, 1973. The Simulation of DC signal of system of procession control is between 4MA and 20MA. The Simulation of DC voltage signal is between 1V and 5V. Singal of the domestic DDZ-3 Electric unit of Combination of instruments uses the International Standards. Keywords:Current sampling A/D converter amplifier AT89C51 microcontroller .
电容的测量 万用表检测电容器 万用表--检测电容器 电容器是一种最为常用的电子元件。电容器的外形及电路符号如图所示。 电容器的通用文字符号为“C”。电容器主要由金属电极、介质层和电极引线组成，两电极是相互绝缘的。因此，它具有“隔直流通交流”的基本性能。 用数字万用表检测电容器，可按以下方法进行。 一、用电容档直接检测 某些数字万用表具有测量电容的功能，其量程分为2000p、20n、200n、2μ和20μ五档。测量时可将已放电的电容两引脚直接插入表板上的Cx插孔，选取适当的量程后就可读取显示数据。
2000p档，宜于测量小于2000pF的电容；20n档，宜于测量2000pF至20nF之间的电容；200n档，宜于测量20nF至200nF之间的电容；2μ档，宜于测量200nF 至2μF之间的电容；20μ档，宜于测量2μF至20μF之间的电容。 经验证明，有些型号的数字万用表（例如DT890B＋）在测量50pF以下的小容量电容器时误差较大，测量20pF以下电容几乎没有参考价值。此时可采用串联法测量小值电容。方法是：先找一只220pF左右的电容，用数字万用表测出其实际容量C1,然后把待测小电容与之并联测出其总容量C2，则两者之差（C1－C2）即是待测小电容的容量。用此法测量1～20pF的小容量电容很准确。 二、用电阻档检测 实践证明，利用数字万用表也可观察电容器的充电过程，这实际上是以离散的数字量反映充电电压的变化情况。设数字万用表的测量速率为n次/秒，则在观察电容器的充电过程中，每秒钟即可看到n个彼此独立且依次增大的读数。根据数字万用表的这一显示特点，可以检测电容器的好坏和估测电容量的大小。下面介绍的是使用数字万用表电阻档检测电容器的方法，对于未设置电容档的仪表很有实用价值。此方法适用于测量0.1μF～几千微法的大容量电容器。 1．测量操作方法 如图5-11（a）所示，将数字万用表拨至合适的电阻档，红表笔和黑表笔分别接触被测电容器Cx的两极，这时显示值将从“000”开始逐渐增加，直至显示溢出符号“1”。若始终显示“000”，说明电容器内部短路；若始终显示溢出，则可能时电容器内部极间开路，也可能时所选择的电阻档不合适。检查电解电容器时需要注意，红表笔（带正电）接电容器正极，黑表笔接电容器负极。 2．测量原理 用电阻档测量电容器的测量原理如图5-11（b）所示。测量时，正电源经过标准电阻R0向被测电容器Cx充电，刚开始充电的瞬间，因为Vc ＝0，所以显示“000”。随着Vc 逐渐升高，显示值随之增大。当Vc ＝2VR 时，仪表开始显示溢出符号“1”。充电时间t为显示值从“000”变化到溢出所需要的时间，该段时间间隔可用石英表测出。
实验3—15 用冲击电流计测量磁感应强度 【实验目的】 1．了解冲击电流计的结构特点、工作原理，学习使用冲击电流计。 2．掌握用冲击电流计测量磁感应强度的方法。 3．测定螺线管轴线上磁感应强度的分布。 【实验仪器】 冲击电流计，待测螺线管（内附探测线圈），标准互感器，电阻箱，直流稳压电源，滑线变阻器，直流毫安表等。 【实验原理】 1．冲击电流计的工作原理 冲击电流计的结构与灵敏电流计相似，都属于磁电式检流计，它的结构特点，也就是它与一般灵敏电流计的区别在于它的线圈扁而宽或带一圆盘形重物，如图3－15－1所示，从而使线圈的转动惯量J 较大，自由振荡周期T 0较长（D J T π20=，式中D 为线圈悬丝的扭转系数），普通磁电式检流计的T 0约为3—5s ，而冲击电流计的T 0约为20s 。正因为冲击电流计具有T 0大这一特点，所以可用来测量短时期内脉冲电流所迁移的电量，以及与此有关的其它测量，如磁感应强度、高阻、电容的测量等。当时间间隔τ很短（τ≤020 1T ）的脉冲电 流通过线圈时，则线圈的运动有以下特性： （1）在脉冲电流通过的时间内，线圈虽有一角速度，但还来不及偏转，线圈仍处于静止状态。 （2）当圈开始偏转时，脉冲电流已经通过完毕。 利用以上的特性，由电磁理论可以推出，冲击电流计线圈在脉冲电流作用下第一次最大偏转角θ max 与通过线圈的总电量q 成正比。在冲击电流计的标尺与线圈上的小圆镜之间的距离较远（如1米）的情况下，小圆镜光标在标尺上的偏转距离与线圈的偏转角成正比，因此冲击电流计光标第一次最大偏转距离d max 正比于通过线圈的总电量q ，即 q S d d C q q q ==max max 或 （3－15－1） 式中比例系数C q 称为电量冲击常数，S q ＝1／C q 称为电量冲击灵敏度，C q 和S q 都与电流计的装置、外电路的电阻有关。（3－15－1）式告诉我们，已知C q 或S q ，由冲击电流计最大偏转值d max 可以求出通过电流计的电量q 。
图 3-11-1 直螺线管剖面图 实验11 用冲击法测螺线管磁场 冲击法是指用冲击电流计测量磁场的方法，它利用的是法拉第电磁感应的原理。用这种方法不仅可以测量磁感应强度、互感系数、磁通量等磁学量，也可以测量高电阻，电容等电学量，是电磁测量的基本方法之一。 一. 实验目的 1. 了解用冲击电流计测磁场的基本原理。 2. 学习使用冲击电流计。 3. 通过对长直螺线管轴线上磁场的测量，加深对圆形电流磁场理论的理解。 二. 实验仪器 螺线管、探测线圈、互感器、冲击电流计、直流毫安表、直流稳压电源、单刀单掷开关、单刀双掷开关等。 三. 实验原理 1. 长直螺线管的磁场 如图3-11-1所示，设螺线管长度为，半径为r 0(>> r 0），上面均匀地密绕有N 匝线圈，放在磁导率为μ的磁介质中，当线圈通过电流I 时，磁场分布主要集中在螺线管内部空间，而且在轴线附近磁力线分布近似均匀且平行，在外部空间磁场则很弱。 由毕奥一萨伐尔定律可以得到螺线管轴线上距中心O 点X 处的磁感应强度为： （3-11-1） 或者 令Ｘ=0，得螺线管中心O 点的磁感应强度为： （3-11-2）
图3-11-4 脉冲感应电流 令Ｘ=/2，得螺线管两端面中心点的磁感应强度为 (>> r 0） （3-11-3） 图3-11-2是长直螺线管轴线上磁感应强度的分布曲线。 2. 用冲击电流计测定磁感应强度 图3-11-3是用冲击电流计测螺线管磁场的电路图。图中E 为直流可调稳压电源，A 为直流电流表，K 1、K 3为单刀单掷开关，K 2为单刀双掷开关，Ｍ为互感器，T 为置于螺线管S 内轴线上的探测线圈，G 为冲击电流计，R 为电阻箱。 将K 2合向a 端，K 1闭合，则电源与螺线管接通，构成磁化电流回路。由于冲击电流计G 、电阻箱R 、 互感器M 的次级线圈和探测线圈T 组成次级回路，当电流流经螺线管时，螺线管内磁场发生变化时，探测线圈中将产生感应电动势E （t ），从而在测量回路（实际是一个RL 电路）中产生一个随时间迅速变化的脉冲电流i （t ），如图3-11-4所示。该感应电流满足方程： 或 (3-11-4) 式中，L 为电流计回路的自感，R 为电流计回路的总电阻（它等于电流计内阻、探测线圈电阻、互感线圈次级电阻及外电阻之和），设探测线圈的匝数和截面积分别为n 和S ，磁感应强度的瞬时值为B （t ），则 （3-11-5） 将（3-11-5）式代入(3-11-4)式有 （3-11-6） 对上式积分，可以求出在脉冲电流持续时间τ内，电流计线圈中所迁移的电量为 图3-11-2 直螺线管轴线上磁感应强度的分布 图3-11-3 测量电路图
电解电容检测方法 一、电解电容的检测 １．脱离线路时检测 采用万用表Ｒ×１ｋ挡，在检测前，先将电解电容的两根引脚相碰，以便放掉电容内残余的电荷。当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。表针停下来指示的阻值为该电容的漏电电阻，此阻值愈大愈好，最好应接近无穷大处。如果漏电电阻只有几十千欧，说明这一电解电容漏电严重。表针向右摆动的角度越大（表针还应该向左回摆），说明这一电解电容的电容量也越大，反之说明容量越小 ２．线路上直接检测 主要是检测它是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。用万用表Ｒ×１挡，电路断开后，先放掉残存在电容器内的电荷。测量时若表针向右偏转，说明电解电容内部断路。如果表针向右偏转后所指示的阻值很小（接近短路），说明电容器严重漏电或已击穿。如果表针向右偏后无回转，但所指示的阻值不很小，说明电容开路的可能很大，应脱开电路后进一步检测。 ３．线路上通电状态时检测 若怀疑电解电容只在通电状态下才存在击穿故障，可以给电路通电，然后用万用表直流挡测量该电容器两端的直流电压，如果电压很低或为０Ｖ，则是该电容器已击穿。 对于电解电容的正、负极标志不清楚的，必须先判别出它的正、负极。对换万用表笔测两次，以漏电大（电阻值小）的一次为准，黑表笔所接一脚为负极，另一脚为正极。 二、电解电容的 １．要尽可能地选用原型号电解电容器。 ２．一般电解电容的电容偏差大些，不会严重影响电路的正常工作，所以可以取电容量略大一些或略小一些电容器代替。但在分频电路、Ｓ校正电路、振荡回路及延时回路中不行，电容量应和计算要求的尽量一致。在一些滤波网络中，电解电容的容量也要求非常准确，其误差应小于±０．３％～０．５％。 ３．耐压要求必须满足，选用的耐压值应等于或大于原来的值。 ４．无极性电容一般应用无极性电容来代替，实在无办法到时可用两只容量大
怎样用数字万用表测电容? 用数字万用表测量电容的方法 A）将功能/量程选择开关旋到电容档 B）将红、黑表笔分别插入VΩHz和COM输入端。 C）将表笔线的测试端并联到被测电容上，被测电容值将显示在显示屏上。 D）在手动模式下，如果显示屏显示“OL”，则表示被测电容值已经超过当前量程的最大测量值或电容短路，请选择更高的量程来完成此 次测量。 E）从显示屏上读取当前测量结果。 数字万用表测量电容的注意事项 ·测在线电容时，须将线路电源关断，并将电容充分放电。 ·测量大电容时需要较长的测量时间，100uF档约需15秒. ·测量完成后，要立即断开表笔与被测电路的连接 简单了解以上要点,用数字万用表检测电容器可以按以下方法进行： 1、用数字万用表测量电容的方法之用电容档直接检测 某些数字万用表具有测量电容的功能，其量程分为2000p、20n、200n、2μ和20μ五档。测量时可将已放电的电容两引脚直接插入表板上的Cx插孔，选取适当的量程后就可读取显示数据。 000p档，宜于测量小于2000pF的电容；20n档，宜于测量2000pF至20nF之间的电容；200n档，宜于测量20nF至200nF之间的电容；2μ档，宜于测量200nF至2μF之间的电容；20μ档，宜于测量2μF至20μF之间的电容。 经验证明，有些型号的数字万用表（例如DT890B＋）在测量50pF以下的小容量电容器时误差较大，测量20pF以下电容几乎没有参考价值。此时可采用串联法测量小值电容。方法是：先找一只220pF左右的电容，用数字万用表测出其实际容量C1,然后把待测小电容与之并联测出其总容量C2，则两者之差（C1－C2）即是待测小电容的容量。用此法测量1～20pF的小容量电容很准确。 2、用数字万用表测量电容的方法之用电阻档检测 实践证明，利用数字万用表也可观察电容器的充电过程，这实际上是以离散的数字量反映充电电压的变化情况。设数字万用表的测量速率为n次/秒，则在观察电容器的充电过程中，每秒钟即可看到n个彼此独立且依次增大的读数。根据数字万用表的这一显示特点，可以检测电容器的好坏和估测电容量的大小。下面介绍的是使用数字万用表电阻档检测电容器的
实验七灵敏电流计特性的研究 实验七灵敏电流计特性的研究 一、实验目的 1.了解灵敏电流计的基本结构和基本原理,学习其使用方法。 2.测定灵敏电流计的电流常量、内阻和外临界电阻，掌握控制其工作状态的方法。 二、实验原理 1、灵敏电流计的基本结构 灵敏电流计是一种高灵敏度的测量仪表，它的基本结构如图30-1所示。在永久磁铁、极之间，安置一个柱形软铁芯，使磁极与软磁芯之间产生均匀的径向磁场，矩形线圈用一根金属悬丝悬挂起来，该金属悬丝不仅作为线圈电流的进出引线，还作为线圈旋转的转轴。当线圈通有电流时，线圈在磁场中受到磁力矩而发生偏转，同时悬丝被扭转而产生反方向的弹性扭力矩。在偏转角为时，磁力矩和弹性扭力矩相等，线圈就达到平衡。 在悬丝上粘附一面小圆镜，它把光源射来的光反射到一个弧形标尺上，并形成一光标，如图30-2所示。设当没有电流通过线圈时，反射光的光标位于弧形标尺的“0”点上。当有电流通过线圈时，光标指在标尺刻度上。可以证明，电流的大小与光标偏转的长度 成正比，即 （30-1）
式中比例常量称为灵敏电流计的电流常量，它在 数值上等于光标移动一个单位长度时所通过的电 流。在国际单位中，其单位为安[培]每毫米，记为。 电流常量的倒数称为灵敏电流计的灵敏度,记为。显然灵敏度 愈大，灵敏电流计就愈灵敏。 2、线圈运动的阻尼特性 在使用灵敏电流计时，我们常会看到，当通过灵敏电流计的电流发生变化时，光标会摆动很久才逐渐地停在新的平衡位置上，这时读数很费时间。一般指针式电表由于内部装有磁阻尼线圈，通电后指针很快摆到平衡位置上，而不来回摆动。灵敏电流计却不可以用这种方法，它的阻尼问题需要借助于外电路来解决，因此需要研究灵敏电流计线圈运动的阻尼问题。 根据电磁感应定律，线圈在磁场中运动，由于切割磁力线而产生感应电动势，相应的感应电流与磁场相互作用而产生阻止线圈运动的电磁阻尼力矩，它的大小与回路的总电阻（电流计内阻与外电阻之和）成反比，即 （30-2） 由上式可见，通过调节外电路电阻的大小，就可控制阻尼力矩的大小，从而控制线圈的运动状态。 ⑴.当较大时，较小，线圈作来回减幅振动，需要经过较长 时
4.5电磁感应规律的应用学习目标 1．知道感生电场。 2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。 教学重点 感生电动势与动生电动势的概念。 教学难点 对感生电动势与动生电动势实质的理解。 自主学习 1、电磁感应现象中的感生电场与感生电动势 教材图4.5-1，穿过闭合回路的磁场增强，在回路中产生感应电流。是什么力充当非静电力使得自由电荷发生定向运动呢？ 什么是感生电动势？ 感生电场的方向应如何判断？ 提示：回想一下，感应电流的方向如何判断？电流的方向与电荷移动的方向有何关系？ 若导体中的自由电荷是负电荷，能否用楞次定律判定？下面通过例题看一下这方面的应用。 例题：现代科学研究中常要用到高速粒子，电子 感应加速器就是利用感生电场是电子加速的设备， 它的基本原理如图 4.5---2所示，上下为电磁铁的两个磁 极，磁极之间有一个环形真空室，电子在真空室 中做圆周运动。电磁线圈电流的大小，方向可以变化， 产生的感应电场是电子加速。上图为侧视图， 下图为真空室的俯视图。如果从上向下看，电子 沿逆时针方向运动，那么当电磁铁线圈电流的方向 与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使 电子加速？如果电流的方向与图示方向相反，为使电子加速，电流又该怎样变化？ a被加速的电子带什么电？ b电子逆时针运动，等效电流方向如何？ c加速电场的方向如何？ d使电子加速的电场是什么电场？ e电磁铁的磁场怎样变化才能产生顺时针方向的感生电场？为什么？ 2、电磁感应现象中的洛伦兹力与动生电动势
什么是动生电动势？ 如图所示，导体棒运动过程中产生感应电流，试分析电路中的能量转化情况。 实例探究 感生电场与感生电动势 【例1】 如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（ ） A ．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场 B ．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力 C ．使电荷定向移动形成电流的力是电场力 D ．以上说法都不对 洛仑兹力与动生电动势 【例2】如图所示，导体AB 在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（ ） A ．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势 B ．动生电动势的产生与洛仑兹力有关 C ．动生电动势的产生与电场力有关 D ．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的 综合应用 【例3】如图所示，两根相距为L 的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab 、cd 质量均为m ，电阻均为R ，若要使cd 静止不动，则ab 杆应向_________运动，速度大小为_______，作用于ab 杆上的外力大小为____________ 巩固练习 1．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（ ） 磁场变强