Question

電流計的磁場為均勻輻向分布的磁場，如圖15-3-3所示，線框abcd的邊長為ab=cd=1 cm,ad=bc=0.9 cm,共有50匝，線框兩邊所在位置的磁感應強度為0.5 T.已知線框每偏轉(zhuǎn)1°，彈簧產(chǎn)生的阻礙線框轉(zhuǎn)動力矩為2.5×10^-8N·m.問：

圖15-3-3

(1)線圈中電流為0.6 mA時，指針將轉(zhuǎn)過多少度？

(2)如果指針的最大偏轉(zhuǎn)為90°，則這只電流計的量程是多少？

(3)當指針的偏轉(zhuǎn)角為40°時，通入線框的電流是多大？

Answer 1

解析：因為磁場是均勻輻向分布的，所以線框平面始終跟磁感線平行.線框不轉(zhuǎn)動時，磁力矩跟彈簧力矩相平衡，所以

(1)M_磁=NBSI

    =50×0.5×1.0×10^-2×0.9×10^-2×0.6×10^-3 N·m=1.35×10^-6 N·m

    平衡時有M_磁=M_彈  θ==54°.

(2)最大允許電流(量程)對應指針的最大偏角，故有：

    M_彈=2.5×10^-8×90 N·m=2.25×10^-6 N·m

    I_max=A=1.0×10^-3A=1.0mA.

(3)偏轉(zhuǎn)角為40°時,彈簧力矩為

M_彈=2.5×10^-8×40N·m=1.0×10^-6 N·m

故有I=A=0.44×10^-3 A=0.44 mA.

答案：(1)54°  (2)1.0 mA  (3)0.44 mA