2023年4月18日发(作者：建筑学课程)实 灵敏电流计的研究
灵敏电流计也叫直流检流计或检流计，是一种精确的磁电式仪表。它和其它磁电式仪表一
样，都是根据载流线圈在磁场中受力矩作用而偏转的原理制成的，只是在结构上有些不同。普
通电表中的线圈安装在轴承上，用弹簧游丝来维持平衡，用指针来指示偏转。而灵敏电流计则
是用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，就会使它明显的偏转。因而它比一般的电流表要灵敏得多，可
以测量10～10A范围的微弱电流和10～10V范围的微小电压，如光电流、物理电流、温
-6-11-3-6
差电动势等；电流计的另一种用途是平衡指零，即根据流过电流计的电流是否为零来判断电路
是否平衡。
实验目的
1.了解灵敏电流计的结构和工作原理；
2.了解灵敏电流计的三种运爱情海在哪里
动状态；
3.测定灵敏电流计的临界电阻，电流常数和内阻。
实验原理
1、灵敏电流计的构造
其结构主要分三部分：
磁场部分： 有永久磁铁和圆形软铁
芯。永久磁铁产生磁场，圆柱形软铁芯使
磁铁极隙间磁场呈均匀径向分布，并增加
磁极和软铁之间空隙中的磁场。
偏转部分： 可在磁场中转动的线圈，它的
上下用金属张丝张紧，张丝同时作为线圈
两端的电流引线。由于用张丝代替了普通
电表的转轴和轴承，避免了机械摩擦，电流计的灵敏度得以提高。
1
读数部分： 有光源、小镜和标尺。小镜固定在线圈上，随线圈一起转动。它把从光源射来的
光反射到标尺上形成一个光点，此部分相当于指针式电表中很长的指针。但是指针太长，线圈
的转动惯量增大，灵敏度将下降。为了克服这样的缺点，采用光点偏转法，可使灵敏度进一步
大幅度地提高。
有的灵敏电流计常采用多次反射式，使标尺远离电流计的小镜，ACl5型检流计就是此种灵
敏电流计。
2、灵敏电流计的读数
当有电流通过灵敏电流计的线圈时，线圈受到电磁力矩作用而偏转。当电磁力矩与张丝
的扭转反力矩相等时，线圈就停止在某一位置上，随之标尺上的光标将固定在一定的位置（例
如在标尺的刻度d上）起一条“光线指针”的作用．而且，电流与光标的位移d成正比，即
I
g
IKd （1）
gi
式中比例常数称为电流计常数；单位是A／mm，在数值上等于光点移动一个毫米所对应的电
K
i
流。
3、线圈运动的阻尼特性
当外加电流通过灵敏电流计或断去外电流使线圈发生转动时，由于线圈具有转动惯量和转
动动能，它不可能一下子就停止在平衡位置上，而是要越过平衡位置在其附近摆动一段时间才
能稳定，摆动时间的长短直接影响测量的速度。为此有必要了解影响线圈运动状态的各种因素。
2
灵敏电流计工作时，总是由它的内阻Rg与外电路电阻R构成闭合回路（电流计回路除Rg外
外
的总电阻），控制R的大小，就可控制电磁阻尼力矩M的大小，从而控制线圈的运动状态。
外
欠阻尼状态 2 过阻尼状态 3 临界阻尼状态
图4 （接通电流时 （断开电流时
⑴ 欠阻尼状态：当R外较大时，感应电流较小，电磁阻力矩M较小，线圈偏离平衡位置
后就会在平衡位置附近来回振动，振幅逐渐衰减，经过较长时间才能停在平衡位置。R越大，
外
M越小，线圈振动次数越多，回到平衡位置所需的时间就越长。
⑵ 过阻尼状态：当R外较小时，感应电流较大，电磁阻力矩M较大，线圈偏离平衡位置
后会缓慢地回到平衡位置，但不会越过平衡位置。
利用此特性，将一个电键与电流计并联，当电流计光标运动到平衡位置附近时，将电键按
下，电流计光标即可迅速停在平衡位置，这样方便了我们的调节。这个电键叫阻尼电键。灵敏
电流计面板上的“短路”档，就是这样的阻尼电键装置。
⑶ 临界阻尼：当R外适当时，线圈偏离平衡位置后能快速的正好回到平衡位置而又不发
生振动，临界阻尼状态的外电阻称为电流计的临界阻尼电阻Rc。
显然，电流计工作在临界状态时，最有利于观察和读数。
4、 参加活动英语
灵敏电流计面版图
其使用方法和注意事项分述如下：
⑴ 待测电流由面板左下角标有“+”和“-”的
两个接线柱接入，一般可以不考虑正负。
（2）实验时，先接通AC220V电源，看到光标后将分
流器旋钮从“短路”档转到“1” 档，看光标是否
3
指“0”，若光标不指“0”，应使用零点调节器和标尺活动调零器把光标调到“0”点。若找不
到光标，先检查仪器的小灯泡是否发光，若小灯泡是亮的，轻拍检流计，观察光标偏在哪边，
若偏在左边，逆时针旋转零点调节器；若偏在右边，则顺时针旋转零点调节器，使光标露出并
调整到零。
（3） 0.1，0.01档：检流计分流器的主要作用是改变测量的灵敏度，它通过分流电
阻改变可测电流的范围，即改变了证券投资论文
灵敏度。
(4)当实验结束时必须将分流器置于“短路”档，以防止线圈或悬丝受到机械振动而损坏。
5、装置介绍
实验电路示于图6。电源E经两次分压后，在一个小电阻R。上得到新濠天地
微弱电压V。。通过电
流计的电流为，其中Rg为电流计的内阻。当时，可得Ig的表达式为（V为电压表
I
g
RR
20
读数）： 面酱的做法
数学报
（2）
I
g
VR
0
(RRg)(RR)
210
图6 实验电路图
实验内容
（一）观察欠阻尼运动
1．开关K、K预先断开，按图6联接电路，电路中的小电阻 R=0.1欧，R的值先取为外
12O2
临界电阻R（由仪器铭牌上读取）的4—5倍。R=99999.9欧,E=1.5V。并调节R使电压表读数
C1
为零，请老师检查电路后方可接通电源。
2．电流计应水平放置，使电流计内悬丝垂直，以保证转动时不会与旁边的磁极和柱形软
铁发生摩擦和相碰。调整光标与标尺的零点重合。encourage
3．接通开关K，再接通开关K。调节R以缓慢增大电压表读数，同时观察光标的移动，
12
直至大约偏到40mm。断开K；观察光标的运动，记录R及光标振动的最大振幅。反向接通K，
222
重复前述观察。改变R，重复前述观察。
2
4
（＝）测定外临界电阻R
C
将电压表读数调到零，调小R，同时每次都调节R，使光标约位于40mm，断开K，观察振
2
2
动情况（限于标尺的一边），直至R减小到刚能使光标不发生振动，即光标很快地回到零点又
2
恰好不能超过零点时的临界阻尼状态。记录此时的R，得外临界阻尼电阻R= R十R。
2C20
由测得的R及Rg计算电流计的全临界电阻R=R+Rg。（使用电流计时，如果情况许可，调
CWC
节外电路的电阻使全临界电阻提高到1.1 R）。 ensp
c
（三）用半值法测定电流计的内阻。
R
g
1．调节电压表读数至零值，R调到零，断开K，静等约3分钟后，记录电流计的零点读
22
数d；闭合K，再缓慢增大电压表指示值，使电流计的光标偏转40mm左右，静等约3分钟后，
02
记录电流计的读数d；即表示R=0时通过电流计的电流。
ddd
0
2
2．保持其他不变，只增大R，直至增大到能使电流减小到原电流的一半，即／2。记
2
d
录此时的的值，即电流计的内阻Rg。
R
'
2
必须指出，只有在以及通过电流计的电流变化（由d。→d。/2）对v。的
(RR)R
2g0
恒定值影响甚小时，所测得的Rg才足够正确（这样，R是大点还是小点好？）。
1
（四）测定电流计的电流常数
K
i
1．将R调到外临界电阻R的数值。调大电压表的读数，使电流计的光标偏到满刻度的2/3
1C
（或附近一个整数）。记下此时的电压表读数V以及R、R和光标的偏转d（对于零点在标尺
10
1
中央的电流计，为消除悬丝左、右扭转时的不对称，需要将双向转换开关K反向，再读出光
2
标在零点另一侧的偏转d，然后求偏转的平均值 ）。
2
2．由式(2）算出Ig，再由式(1）计算（式中d可用d或d的平均值），其中Ig及d
K
i
l2
的单位分别用安及毫米。
注意事项
1．电流表的线圈及悬丝很精细，应注意保护，不容许过重的振动和过分的扭转。不要
随意搬动电表，非搬不可时，必须使电流计短路，轻拿轻放。发现光标不动或偏离正常零点过
大时，应请教师指导解决。
2 实验过程中，电路调节应仔细进行，不要使光标偏转超过标尺。
3．搁置不用时，应三角形怎么画
将电流计短路。
表1 测量临界电阻
5
R
2
/欧
运动状
态
Rc
= 欧
表2 测定电流计的内阻
R
g
R=0时 d= mm d= mm = mm
20
ddd
0
R
2
/欧
'
/mm
d
0
d
'
/mm
ddd
'''
0
/mm
表3 测定电流计的电流常数Ki
V /v R/欧 RO/欧 d欧加登战争
/mm d/mm
思考题：
1. 提高灵敏电流计灵敏度的两种主要方法是什么？它和普通电表的结构有何区别？
2. 如何改变灵敏电流计的阻尼状态？灵敏电流计在什么阻尼状态下工作最方便？
3. 为什么测量电路要采用二级分压，用一级分压可以吗?
112
6
