*三、电流表的工作原理

电流表是测定电流强弱和方向的电学仪器。实验时经常使用的电流表,是利用磁场对电流的作用制成的,叫做磁电式仪表。这种电流表的构造如图 7-13 所示。在一个很强的蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁心,铁心外面套有一个可以绕轴转动的铝框,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。线圈的两端分别接在这两个螺旋弹簧上,被测电流就是经过这两个弹簧流入线圈的。

当电流通过螺旋弹簧而流过线圈的时候,线圈上跟铁柱轴线平行的两边都要受到安培力的作用(图 7-14),这两个力大小相等,方向相反, 并且不在一条直线上,形成使线圈转动的力矩 M1。铝框及指针在 M1 作用下转动,螺旋弹簧也被扭动,产生一个阻碍线圈转动的力矩 M2。M2 随线圈转动角度的增大而增大,当 M2 增大到同 M1 产生的作用相抵消时,线圈停止转动。

由于磁场对电流的作用力跟电流成正比,因而线圈中的电流越大,磁场对线圈产生的力矩 M1 也越大,线圈和指针偏转的角度也就越大。因此, 根据指针偏转角度的大小,可以知道被测电流的强弱。

当线圈中的电流方向改变时,使线圈转动的力矩方向随着改变,指针的偏转方向也随着改变。所以,根据指针的偏转方向,可以知道被测电流的方向。

磁电式仪表的优点是灵敏度高,可以测出很弱的电流;缺点是绕制线圈的导线很细,允许通过的电流很弱(几十微安到几毫安),如果通过的电流超过允许值,很容易把它烧坏。这一点我们在使用时一定要特别注意。