冲击电流计.pdf

实验十三 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 4 －13－1 所示，从而使线圈的转动惯量J 较大，自由振荡 周期T0 较长（T 2π J D ，式中D 为线圈悬丝 0 悬丝 的扭转系数），普通磁电式检流计的T0 约为3—5s， 而冲击电流计的 T0 约为20s 。正因为冲击电流计 反射镜 具有T0 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 圆盘 1 隔τ很短（ ≤τ T ）的脉冲电流通过线圈时， 0 20 则线圈的运动有以下特性： N 线框 S （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。 图4 －13－1 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 与通过线圈的总电量q 成正比。 max 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dmax 正比于通过线圈的总电量q ，即 q C d 或 d S q （4 －13－1） q max max q 式中比例系数 C 称为电量冲击常数，S ＝1 ／C 称为电量冲击灵敏度，C 和 S 都与电 q q q q q 流计的装置、外电路的电阻有关。（4 －13－1）式告诉我们，已知C 或S ，由冲击电流 q q 计最大偏转值dmax 可以求出通过电流计的电量q 。 2 ．用冲击电流计测量磁感应强度的原理 将冲击电流计与一探测线圈串联，并与一电阻R 组成闭合回路。当探测线圈内磁通 量发生脉冲式变化dϕ 时，探测线圈两端产生脉冲式感应电动势 dϕ ε − dt 感应电动势在电路中产生脉冲式感应电流 1 dϕ i − R dt 在脉冲电流i 持续的时间τ内，通过冲击电流计的电荷迁移量为 τ 1