一、電表
（一）電表的結構與工作原理
實驗室用的電表大部分是磁電式電表.它們的內(nèi)部構造可以簡單地表示為如圖2—2—1所示.永久磁鐵的兩個極上連著帶圓筒孔腔的極掌,極掌之間裝有圓柱形軟鐵芯,它的作用是使極掌和鐵芯間的空隙中磁場很強,并且磁力線是以圓柱的軸為中心呈均勻輻射狀.在圓柱形鐵芯和極掌間空隙處放有長方形線圈,線圈上固定一根指針,當有電流流通時,線圈就
受電磁力矩而偏轉(zhuǎn),直到跟游絲的反扭力矩平衡.線圈偏角的大小與所通入的電流成正比,電流方向不同,偏轉(zhuǎn)方向也不同,這是磁電式電表的工作原理.
磁電式電表串聯(lián)或并聯(lián)一個電阻后,就構成了一個電壓表或電流表.
（二）電表的維護
電表的維護參見電表的使用注意事項.

圖2—2—1
圖2—2一2
圖2—2一3

二、靈敏電流計
（一）靈敏電流計的結構與原理
1．靈敏電流計的基本結構
靈敏電流計的基本結構如圖2—2一2所示,可以把它分為三個部分.
（1） 磁場部分：永磁鐵磁掌N、S極和圓柱形軟鐵心的間隙內(nèi),磁場呈均勻輻射狀.
（2）偏轉(zhuǎn)部分：線圈在磁場內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動.線圈的上下端用稱為張絲的金屬絲張緊,張絲作為線圈的電流引線又作為線圈的轉(zhuǎn)軸,代替了普通電表的轉(zhuǎn)軸和軸承,可以避免機械摩擦.提高了電流計的靈敏度.
（3）讀數(shù)部分：靈敏電流計的讀數(shù)系統(tǒng),如圖2—2—3所示.從光源發(fā)出的光照到固定在張絲上的小鏡上,反射后形成帶準線像的光標投射到讀數(shù)標尺上.
2．靈敏電流計的讀數(shù)原理
當電流通過線圈時,線圈帶動小鏡轉(zhuǎn)過α角,光標偏轉(zhuǎn)角為2α.光標在標尺上移動的距離為
d = 2αr
式中r是小鏡與標尺之間的距離.顯然,這種讀數(shù)系統(tǒng)采用了光桿原理.提高了電流計的靈敏度.
可以證明光標偏轉(zhuǎn)量d與通過線圈的電流I成正比,即
I = Kd
式中K稱為靈敏電流計的電流常數(shù),單位是A/mm,即光標偏轉(zhuǎn)1mm所對應的安培數(shù).K的倒數(shù)l／K＝S,稱為電流計的靈敏度.表示通過單位電流時引起的光標偏轉(zhuǎn)量,S越大,電流計越靈敏.
3．靈敏電流計的運動狀態(tài)
了解電流計線圈的運動狀態(tài),便于根據(jù)需要選用適當狀態(tài)進行測量,以達到縮短測量等待時間或者提高測量精度的目的.
靈敏電流計工作時線圈轉(zhuǎn)動切割磁場線,故線圈內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢E.由于靈敏電流計內(nèi)阻Rg與外電路電阻R構成回路,因而有感生電流通過線圈.感生電流
i = .
感生電流i在磁場中也受到磁力作用.所產(chǎn)生的力矩將阻礙線圈轉(zhuǎn)動,該力矩稱為電磁阻尼力矩,用M阻表示.它的大小與R近似成反比,因而,控制R的大小可以控制M阻的大小,從而控制線圈的運動狀態(tài).
當靈敏電流計工作時,光標的準線從零點偏轉(zhuǎn),最后穩(wěn)定在α處.運動過程可分為欠阻尼、過阻尼和臨界阻尼三種運動狀態(tài).
(1) 當R較大時,M阻較小,線圈作減幅振蕩,線圈需較長時間才能停在α處,如圖2—2一4的曲線Ⅰ所示,這種情況稱為欠阻尼運動狀態(tài).若外電路斷開,則R ∞,M外 0,這時線圈只受到空氣阻尼,其數(shù)值很小,常忽略不計,可稱為無阻尼運動狀態(tài),振動一次的時間稱為自由振動周期,用T表示.


圖2—2一4

(2)當R較小時,M外較大,線圈將緩慢地趨于α,而又不超過α,如圖2—2—4曲線Ⅱ所示,這種情況稱為過阻尼運動狀態(tài).如果在靈敏電流計兩端并聯(lián)一個“阻尼開關”,要使光標盡快穩(wěn)定下來,可按下“阻尼開關”,使R ＝ 0,M外最強,線圈停止偏轉(zhuǎn),可使光標停在平衡位置,縮短復零時間.
(3) 當R = Rc時,線圈處于上述欠阻尼和過阻尼之間,M外恰好使線圈無振動地最快轉(zhuǎn)到平衡位置α處,如圖2—2—4曲線Ⅲ所示,這種情況稱為臨界阻尼運動狀態(tài),Rc稱為靈敏電流計的外臨界電阻.在實驗中,為了縮短等待讀數(shù)的時間,應盡可能使靈敏電流計工作在臨界阻尼或接近臨界阻尼狀態(tài).為此,應選用Rc接近R的靈敏電流計.
（二）靈敏電流計的維護
1．靈敏電流計不可以劇烈震動,以免損壞轉(zhuǎn)動部分.
2．靈敏電流計是一種高靈敏度的儀表,一般只可以用來測量微弱電流（10-6~10-10A）或微小電壓（10-3~10-6V）.切不可測量超過該量程的電流或電壓.
3．靈敏電流計應該水平存放,避免太陽直射,要遠離熱源.