第二節 動圈式電流計

電流計(又稱檢流計)是一個在初中科學科裏大家已熟習的儀器,它運作的原理是怎樣的呢?


電動機的原理說明,在固定的磁場強度下,我們知道線圈的轉動乃跟從外輸入的電流有關:

輸入電流愈大,線圈所受力矩愈強。


這個原理讓我們可憑藉線圈所受的力矩大小,反過來決定一個輸入電流的大小;這個就是動圈式電流計)的運作原理了。

動圈式電流計

動圈式電流計的設計如所示。下方的三個步驟說明其工作原理:

【\(1\). 電流令線圈產生力矩】

當外電流進入電線圈,電線圈由於受磁場作用,故產生一轉動力矩,從而使得線圈轉動。

【\(2\). 游絲抵消掉線圈力矩】

然而不同於電動機,在電流計內我們放進了一對叫游絲的螺旋彈簧,它們的作用是抵消掉電線圈從磁場而獲得之力矩:

  • 當線圈轉動時,就拉動游絲,游絲對線圈產生一個反方向的力矩;
  • 當線圈轉動達一定程度時,游絲所生的力矩就足以使線圈停住。
【\(3\). 線圈位移正比於電流】
由此造成的結果是,輸入的外電流愈大,則線圈停定的位置便
  • 愈近
  • 愈遠
 於是我們就可利用這個停定位置,來代表外電流的
  • 大小
  • 方向
了。 

我們只要再加上指針,並刻下坐標,就完成了一個動圈式電流計。

為使電流計的標記呈線性和均勻,電流計內部件的配合必須配合得宜,例如:

  • 磁石會選取呈曲面的,以使線圈所受磁場更均勻;
  • 游絲的軟硬度也要適宜,以使線圈所受力矩隨線圈位置均勻變化。

留意儀錶的最大讀數,即為該電流計的滿標偏轉電流

動圈式電流計的構造。試改變輸入的電流大小,觀看電流計的運作情況,留意游絲()的變化
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