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。,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,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,图,二、线框在匀强磁场中的磁力矩,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=2M1BIL1L2=BIS.,安培力力臂为,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/,如果是N匝线圈，当线圈平面与磁场方向成角时，线圈所受安培力的力矩又为多大？,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=NBIScos.,当线圈平面与磁感线垂直时，磁力矩为零.,总结：,1在匀强磁场，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，00，磁力矩最大；M=NBIS.当线圈平面与磁感线垂直时，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，00，磁力矩最大；故安培力的力矩大小为：M1=NBIL1L2=NBIS,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指针偏角也为时，两弹簧产生阻碍线圈转动的扭转力矩M2=k,对比F=kx可知，M2=k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/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上，固定在转轴上的指针也转过同样的偏角，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.,由M1=M2可得NBIS=k，,（1）对于同一电流表N、B、S和k为不变量，所以I,可见与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I,随I的变化是线性的，所以表盘的刻度是均匀的.,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,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，线框连同指针达到平衡，静止在某一刻度,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=k电表的灵敏度可以表示为/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角时，磁力矩M=NBIScos.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,