冲击电流计策螺线管磁场研讨.ppt

大学物理实验 用冲击电流计 测螺线管内磁场 实验仪器 待测直螺线管 待测直螺线管由较粗的漆包线绕制而成，电阻很小。螺线管长度L、线圈匝数N1、直径d1 已知；在螺线管外套有同轴探测线圈，由细漆包线绕制，电阻较大。匝数N2已知。在联接电路时切记不要将两个线圈位置接错，否则会损坏冲击电流计。 待测直螺线管各参数：L、d1、N1、N2 值标注在直螺线管的铭牌上，实验时须记录。 标准互感器 标准互感器互感系数确定，在实验中用于电流计的冲击常数定标。标有H1 、K1的一对端子为初级线圈；标有H2、K2的一对端子为次级线圈，链接线路时须注意。 本实验中所用的互感器互感系数M为0.001H。 实验原理 直流电流（励磁电流）I1通过直螺线管，在螺线管内建立起恒定磁场；当励磁电流瞬间发生突变（例如由＋I 变为－I、或变为0）时，螺线管内的磁场也发生突变（由+B 至-B，或至0）。变化的磁场在探测线圈内产生感生电动势。由于探测线圈与电阻箱R2、标准互感器次级线圈、冲击电流计线圈组成闭合回路，则有电流流流过探测线圈，在电流计中有电量q，使电流计线圈发生偏转，相应在标尺上看到光标移动n格。 数据处理 一、根据所测数据作B—x图线 问题思考 怎样应用冲击电流计和电容的充放电测量高电阻？清你设计一个实验电路。 * * 编制：何玉珍 用冲击电流计测螺线管内磁场 磁场的测量是物理实验的一个重要方面。测量磁场的方法很多，有电磁感应法、旋光效应法、霍尔效应法等。用冲击电流计测量磁场是电磁感应法的一种。由于所用仪器结构简单，操作方便，并具有一定的精度，能满足一般的测磁要求，所以是测磁技术中的一种常用方法，通常用于对恒定磁场的测量。其测量原理也是测量磁通量、磁化曲线、磁性材料参数等的基本原理。 实验仪器 实验原理 实验内容 操作要点 数据处理 问题思考 项目 待测直螺线管 标准互感器 倒向开关 通用仪器 冲击电流计 冲击电流计 冲击电流计是测量电量的仪器。由于其特殊的结构，线圈转动惯量较大，因此，当电流瞬间通过线圈时，线圈的运动状态来不及发生变化。电流停止后，线圈才以一定的角度摆动。线圈启动后，立即受到各种反力矩的作用，线圈的运动速度逐渐减小，当转动到最大位置时，瞬间停止，然后回复到初始位置，并在初始位置附近往返摆动数次，最终停止。设通过冲击电流计的电流，，则流过线圈的电流为： 冲击电流计特点 反射镜 线圈 冲击电流计结构示意图 金属圆盘 悬丝 1、线圈转动灵活—悬丝结构。 2、线圈转动惯量大—线圈短而宽，而且下面还悬吊着金属圆盘。 3、镜尺读数装置—应用光放大原理，提高读数的准确度。 镜尺装置 光源变压器 照明灯 冲击电流计读数装置 冲击电流计的读数系统为镜尺装置，线圈的悬丝上附有反射镜，镜尺装置处的灯光经450分光镜反射照射到线圈的反射镜上，经反射镜反射，射向读数标尺，在标尺上可看到中间有一条黑线（读数准线）的光标。当线圈摆动时，带动反射镜偏转，则光标在标尺上移动。光标的最大偏格数与线圈最大偏角称正比。即通过线圈的电量q与光标最大偏格数n成正比. 为电流计冲击常数，与电流计结构及外电路总电阻有关。 式中 待测螺线管 螺线管接线端 探测线圈 探测线圈接线端 螺线管 长度标尺 转动手柄 探测线圈 位置指针 实验装置 次级线圈接线柱H2、K2 初级线圈接线柱H1、K1 互感器装置 倒向开关 1 2 a b 双刀双掷开关 将双刀双掷开关固定接线柱间交叉接线，则构成倒向开关，当双达倒向右侧，‘1’与‘a’相连；倒向左侧，‘1’与‘b’相连，实现了电流的倒向。 通用仪器 直流稳压电源 直流毫安表 电阻箱 开关 滑线变阻器 相关内容清看《变阻器特性》实验课件。 设R 为探测线圈回路的总阻值，励磁电流由＋I 变为－I，螺线管内的磁感应强度由＋B变为－B，则 式中：R 为探测线圈回路的总阻值 Cb 为冲击电流计冲击常数 n 为光标在标尺上移动的最大偏格数 N 为螺线管的匝数（实际值为N1） S 为螺线管的截面积 d1 为螺线管的直径 （1） 一、冲击常数标定 当电路中接入标准互感器时并通以电流，根据同样的原理，冲击电流计的线圈内也会有电量，标尺上同样可看到光标的移动，由次可得到冲击常数Cb 为 实验内容 互感系数 初级线圈中的电流 与电流相应的光标最大偏格数 次级线圈回路总阻值 （2） 二、测量螺线管内的磁场分布 直螺线管内的磁场是均匀分布的，