结构简单精度高,磁电式电流表原理与应用全解析
结构简单精度高,磁电式电流表原理与应用全解析
磁电式电流表是实验室里常见的测量工具,它利用永磁体和线圈之间的相互作用来测量电流。这种电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,线圈两端各有一个游丝弹簧,当有电流通过时,线圈会在磁场中受到力的作用而转动,带动指针指示电流大小。这种设计不仅精确而且耐用,广泛应用于各种实验场合。让我们一起来深入了解它的神奇之处吧!
工作原理
磁电式电流表的工作原理基于安培力和磁场力的作用。当电流通过线圈时,线圈受到安培力的作用,线圈左右两边所受安培力的方向相反,从而使线圈转动。同时,线圈中的电流也会在磁场中产生磁场力,使线圈发生偏转,带动转轴和指针偏转。指针的偏转角度与电流强度成正比。
内部结构
电流表内部有一永磁体,在极间产生磁场,在磁场中有一个线圈,线圈两端各有一个游丝弹簧,弹簧各连接电流表的一个接线柱,在弹簧与线圈间由一个转轴连接,在转轴相对于电流表的前端,有一个指针。当有电流通过时,电流沿弹簧、转轴通过磁场,电流切磁感线,所以受磁场力的作用,使线圈发生偏转,带动转轴、指针偏转。由于磁场力的大小随电流增大而增大,所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。这叫磁电式电流表,就是我们平时实验室里用的那种。在初中时期,所用电流表量程一般为00.6A和03A。
测量精度
要测量一个很大的直流电流,例如几十安培,甚至更大,几百安培,我们没有那么大量程的电流表进行电流的测量,怎么办?这就要采用分流器.
分流器是一个可以通过大电流的精确电阻,当电流流过分流器时,在它的两端就会出现一个毫伏级的电压,于是我们用毫伏电压表来测量这个电压,再将这个电压换算成电流.就完成了大电流的测量.
分流器实际就是一个阻值很小的电阻,当有直流电流通过时,产生压降,供直流电流表显示;
直流电流表实际是电压表,满度值75mV;
直流电流表和分流器是配套使用的;
比如:30A电流表配套的分流器阻值为0.0025欧;
即30A*0.0025欧=75mV;
也即是说这个分流器相当于一个0.0025欧姆的小小电阻。
应用场景
磁电式电流表广泛应用于各种电流测量场景,特别是在实验室和工业现场。例如,在实验室中,它用于测量电路中的电流,帮助研究人员分析电路特性;在工业现场,它用于监测电机、输电线路等设备的运行状态,确保电力系统稳定。此外,磁电式电流表还用于电源电压检测、电器设备测试以及电路故障排查等场合。
与其他电流表的对比
与霍尔传感器等其他电流测量方法相比,磁电式电流表具有结构简单、成本较低、精度较高等优点。然而,随着技术的发展,霍尔传感器等新型电流测量方法在某些特定场景下(如高精度要求的新能源汽车领域)逐渐占据优势。磁电式电流表在测量大电流时需要配合分流器使用,而霍尔传感器则可以直接测量大电流,且具有更好的线性度和温度稳定性。因此,在选择电流测量方法时,需要根据具体的应用需求和场景来决定。
磁电式电流表作为经典的电流测量工具,凭借其简单可靠的结构和较高的测量精度,仍然在许多领域发挥着重要作用。随着技术的不断进步,相信磁电式电流表会进一步优化升级,为电流测量提供更加精准和便捷的解决方案。