电流表工作原理使用版.ppt

第三节 电流表的工作原理 认知目标 1. 知道电流表的基本构造． 2．知道电流表测电流大小和方向的基本原理． 3．了解电流表的基本特点 教学过程： 2.安培力的方向？ 既跟磁场方向垂直，又跟电流方向垂直。 即安培力的方向总是垂直于磁感线和通电导线所在平面。方法：由左手定则判定。 阅读课文，然后回答.电流表主要由哪几部分组成的？ 电流表的组成：蹄形磁铁、铁芯、铝框、线圈、螺旋弹簧、指针、刻度盘 一、 电流表的结构 电流表各部分的构造： （1）蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐 向分布的． （2）铝框上绕有线圈，铝框的转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针． 二、线框在匀强磁场中的磁力矩 总结： 1在①匀强磁场，②转轴OO/ ⊥B的条件下，M与线圈的形状无关. 2当线圈平面与磁感线平行时，θ＝00，磁力矩最大；M=NBIS. 当线圈平面与磁感线垂直时，θ＝900，磁力矩为零. 三、电流表的工作原理 1.线圈的导线处于蹄形磁铁和圆柱铁芯间均匀辐向分布的磁场中. 2.设线圈所处位置磁感应强度大小为B，线框长为L1、宽为L2 、匝数为N，当线圈中通有电流I时，由于线圈平面与磁感线平行， θ＝00，磁力矩最大；故安培力的力矩大小为：M1=NBIL1 L2 =NBIS 四 、磁电式仪表的特点 1.灵敏度高，可以测量很弱的电流，但是绕制线圈的导线很细，允许通过的电流很小。 2.电流和安培力成正比，所以电流表的刻度是均匀的 3.电流方向改变，安培力方向也改变，线圈朝相反方向转动。 1.复述电流表中磁场的分布特点.2.对电流表的指针，在什么情况下静止在某刻度？  五、练习 例题分析 3. 下列哪些措施可以提高线圈的灵敏度 （ ） A.增加线圈的匝数； B.增强磁极间的磁感应强度； C.减小线圈的电阻； D.换用不易扭转的弹簧 电流表工作时，安培力产生的力矩和螺旋弹簧产生的力矩相平衡，即：NBIS=kθ 电表的灵敏度可以表示为θ/I=NBS/k， 可见，提高电流表的灵敏度可以：增加线圈的匝数；增强磁感应强度；增大线圈的面积；减小k值 正确选项 AB 课后小结 1.磁场对通电线圈的作用——磁力矩. （1）磁场与通电线圈平行时，磁力矩最大，Mm=NBIS,这里N、S分别为线圈的匝数和面积. （2）当磁场与通电线圈垂直时M=0. （3）磁场与通电线圈的平面成θ角时，磁力矩M=NBIScosθ. 注意：磁力矩的公式与线圈的形状无关. 2.电流表 （1）结构 （2）磁场分布特点 （3）工作原理 * * 引入新课： 本节讲述电流表的工作原理，是根据磁场对电流作用力的一个具体应用，请问： 1. 安培力的大小？ F=BIL 图 a b c d O/ O B 当线圈平面与磁场平行时，求线圈所受的安培力的总力矩. ab=cd=L1,bc=ad=L2,线圈中的电流强度为I 两边安培力的大小为 F=BIL1 线圈所受安培力的总力矩 M=2 M1 ＝BIL1L2=BIS. 安培力力臂为 F a(b) F d(c) B O ab所受安培力的力矩M1= BIL1× 如果是N匝线圈，则线圈所受安培力的力矩为多大？ 线圈所受安培力的力矩为M=NBIS. O/ O a b c d B θ 如果是N匝线圈，当线圈平面与磁场方向成θ角时，线圈所受安培力的力矩又为多大？ θ ╮ F a(b) F d(c) B ab、cd边受的安培力仍为平面与B平行时的大小，但这一对力的力臂均变为 则线圈所受安培力的力矩为M=NBIScosθ. F a(b) F d(c) B 当线圈平面与磁感线垂直时，磁力矩为零. 3.当线圈发生转动，不论通电线圈转到什么位置，它的平面都跟磁感线平行，安培力的力矩不变．当线圈转过角θ指针偏角也为θ时，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩M2=kθ 对比F=kx可知， M2=kθ中k决定于螺旋弹簧的材料，金属丝的粗细、形状、螺旋半径等； 由k=M2/θ知k的物理意义为弹簧扭转单位角度所产生的力矩. 当M1和M2相平衡时线圈就停在某一偏角θ上，固定在转轴上的指针也转过同样的偏角θ，并指示刻度盘上的某一刻度，从刻度的指示数就可以测得电流强度. NBS I k q = 由M1=M2可得NBIS=kθ， （1）对于同一电流表N、B、S和k为不变量，所以θ∝I,可见θ与I一一对应，从而用指针的偏角来测量电流强度I的值； （2）因θ∝I,θ随I的变化是线性的，所以表盘的刻度是均匀的. 答： 1.电流表中磁场是均匀地辐向分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感线平行. 2.当安培力矩M1和螺旋弹簧产生的力矩M2相平衡时，线框连同指