磁电式电流表原理

实验目的

了解磁电式电流表的结构，理解其工作原理和刻度均匀的原因。

实验原理

蹄形磁铁与圆柱形软铁芯之间形成辐射状均匀磁场，线圈所在处各处磁感应强度大小相等。通电线圈受到的安培力矩 M = NBIS，螺旋弹簧产生反向阻力矩 kθ。平衡时 NBIS = kθ，即 θ = NBS·I/k，偏角与电流成正比。

实验器材

• 永久磁铁
• 极靴
• 圆柱形软铁芯
• 可转动线圈
• 螺旋弹簧
• 指针和刻度盘

实验步骤

1. 观察电流表的内部结构，找出磁铁、铁芯、线圈和螺旋弹簧
2. 观察极靴与铁芯之间的磁场分布特点
3. 给线圈通入电流，观察线圈和指针的偏转
4. 增大电流，观察指针偏角的变化
5. 改变电流方向，观察指针偏转方向的变化

实验现象与结论

线圈通电后带动指针偏转，电流越大，偏角越大，且偏角与电流成正比，所以刻度盘刻度均匀。电流方向改变时，指针偏转方向也相反。

常见问题

磁电式电流表的刻度为什么是均匀的？

磁场是辐射状的，线圈受到的力矩与电流成正比，而弹簧阻力矩与偏角成正比，所以偏角与电流成正比。

为什么要用圆柱形软铁芯？

软铁芯使极靴间形成辐射状均匀磁场，线圈转到任何位置所受力矩都与电流成正比。