直流电流表工作原理

1、什么是安培力？ 磁场对电流的作用力叫安培力. 2、安培力的大小如何计算？ F=BIL (通电直导线和磁场方向垂直 )

3、安培力的方向如何 判断？

左手定则

一、电流表的构造及磁场分布

1、构造：

指针

蹄形 磁铁 圆柱 铁芯 铝框 线圈

螺旋 弹簧

一、电流表的构造及磁场分布 2、磁场分布：

N

S

均匀辐 向分布

二、电流表的工作原理 1.线框在匀强磁场中的磁力矩 如图所示，单匝矩形线圈的 边长分别为ab=cd=L1,bc=ad=L2, 它可以绕对称轴OO′转动，线圈 中的电流强度为I，线圈处于磁 感应强度B的匀强磁场中，当线 圈平面与磁场平行时，求线圈所 受的安培力的总力矩。

二、电流表的工作原理 1.线框在匀强磁场中的磁力矩

F=BIL1 总力矩 M=FL2=BIL1L2 =BIS

1.线框在匀强磁场中的磁力矩

F=BIL1

总力矩 M=FL2 =BIL1L2 =BIS

若线圈有n匝

总力矩 M=nBIS

若n匝线圈的平面与磁场方向成α角 总力矩 M=nBIS cosα

说明:在匀强磁场中，在转轴 OO′⊥B的条件下，M与转轴 的位置及线圈的形状无关。

2.电流表的工作原理

安培力的总力矩: M1=NBIS 弹簧的弹性力矩: M2=kθ 当M1=M2时,

即:kθ=NBIS

NB

评审等级 南 京 师 范 大 学

电气与自动化工程学院

设 计 报 告

数控直流电流源（D题）

组别：第2组

姓名：钟汝莹、张雅婷、刘事成

F-1

一、摘要

恒流电流源是电子设备和仪器中常用的一种电源，本次以MSP430G2553单片机为核心作为控制器，可以连续设定20mA～2A的电流，输出PWM波来控制最后的电流，输出电流通过1Ω的采样电阻转换为电压输入给单片机，该系统结构简单，工作稳定，成本低廉，纹波较小。

关键词：直流电流源、数控、单片机。

二、设计原理概述

如图为数控直流电流源的系统结构框图。

图2-1 数控直流电流源的系统结构框图

为达到通过单片机对输出电流值的设定来实现输出恒定电流，同时将输出电流实际值与设定值显示在液晶屏的目的，它应该由单片机，LCD显示屏，滤波电路，稳流电路组成。

单片机用于产生不同占空比的PWM波以及将设定电流值与实际输出电流值显示在LCD显示屏上；滤波电路用于滤除单片机输出的PWM波中的高频分量，从而得到PWM波中的直流分量；稳流电路通过V/I转换将滤得的直流电压分量转化为稳定的电流。数控直流电流源用于实现在带不同负载下输出恒定电流的目的。

三、模块电路方案论证

1、数控模块

根据课题要求，数控模块部

评审等级 南 京 师 范 大 学

电气与自动化工程学院

设 计 报 告

数控直流电流源（D题）

组别：第2组

姓名：钟汝莹、张雅婷、刘事成

F-1

一、摘要

恒流电流源是电子设备和仪器中常用的一种电源，本次以MSP430G2553单片机为核心作为控制器，可以连续设定20mA～2A的电流，输出PWM波来控制最后的电流，输出电流通过1Ω的采样电阻转换为电压输入给单片机，该系统结构简单，工作稳定，成本低廉，纹波较小。

关键词：直流电流源、数控、单片机。

二、设计原理概述

如图为数控直流电流源的系统结构框图。

图2-1 数控直流电流源的系统结构框图

为达到通过单片机对输出电流值的设定来实现输出恒定电流，同时将输出电流实际值与设定值显示在液晶屏的目的，它应该由单片机，LCD显示屏，滤波电路，稳流电路组成。

单片机用于产生不同占空比的PWM波以及将设定电流值与实际输出电流值显示在LCD显示屏上；滤波电路用于滤除单片机输出的PWM波中的高频分量，从而得到PWM波中的直流分量；稳流电路通过V/I转换将滤得的直流电压分量转化为稳定的电流。数控直流电流源用于实现在带不同负载下输出恒定电流的目的。

三、模块电路方案论证

1、数控模块

根据课题要求，数控模块部

第三章 直流电机的工作原理及其特性

3-1 一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=常数，当电枢电压或电枢附加电阻改

变时，能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小?为什么?这时拖动系统中哪些量必然 要发生变化?

提示：注意负载转矩TL=常数这个已知条件。

3-2 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：PN=7.5kW，UN=220V，nN=1500r／min，

ηN=88.5％，试求该电机的额定电流和额定转矩。

3-3一台并励直流电动机的技术数据如下：PN=5.5kW，UN=220V，IN=61A，额定

励磁电流IfN=2A，nN=1500r／min，电枢电阻RN=0.2Ω，若忽略机械摩损和铜耗铁损，认

为额定运行状态下的电磁转矩近似等于额定输出转矩，试绘出它近似的固有机械特性曲 线。

提示：应先求出IaN，才能求出n0。

3-4一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5kW，UN=220V，IN=34.4A，nN=

1500r／min，Ra=0.242Ω，试计算出此电动机的如下特性： (1)固有机械特性；

(2)电枢附加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性； (3)电枢电压为UN／2时的人为机械特性； (4)磁

[电流表的工作原理]

教学目标知识目标

1、知道电流表的基本构造．

2、知道电流表测电流大小和方向的基本原理． 3、了解电流表的基本特点能力目标

应用学过的知识解决实际问题的能力．情感目标

通过学习电流表的原理，学会将所学的知识应用到实际问题中，培养学生分析问题、解决问题的能力．

教学建议教材分析

本节的重点是电流表的工作原理，教师可以通过定量推导得出电流和指针偏转角度的关系，突出重点，进而突破安培力的力矩与弹簧的扭转力矩平衡这一难点注意分析安培力的力矩与线圈所处位置无关，电流表的工作原理。教法建议 本节讲述电流表的工作原理，是根据磁场对电流作用力的一个具体应用，重点讲述测电流大小和方向的原理，因此教学中应利用教具、挂图让学生清楚电流表的基本结构，并引导学生利用所学知识，定量地推导出电流和指针偏角之间的关系，从而深入理解电流表的工作原理，并知道前面学过的电流表两个重要参量满偏电流和满偏电阻的意义．首先组织学生观察、剖析电流表的内部结构，再启发指导学生利用公式和力矩平衡推导电流表工作原理．教学设计方案电流表的工作原理 一、素质教育目标（一）知识教学点 1、知道电流表的基本构造． 2、知道电流表测电流

直流电机原理

电机与拖动

第

三

章

直 流 电 机 的 原 理

直流电机原理

电机与拖动

直 流 电 机 原 理结构和原理 空载磁场及磁化曲线 电 枢 绕 组 电 枢 反 应

感应电势与电磁转矩

直流电机原理

第三章本 章 要 求：

直流电机的原理

电机与拖动

掌握直流发电机和直流电动机的工作原理。 了解直流电机的结构、电枢绕组。 熟练掌握并能正确使用直流电机的额定值。 熟练掌握直流电机的励磁方式。

搞清直流电机空载磁场，正确理解磁化曲线。 正确理解电枢反应概念及其影响。 正确理解电势及转矩公式，并能正确使用。 了解直流电机的换向原理，掌握换向方法。

直流电机原理

电机与拖动

直流电机的特点 直流发电机的电势波形较好，对电磁干扰的影响小。 直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 直流电动机过载能力较强，热动和制动转矩较大。 由于存在换向器，其制造复杂，价格较高

直流电机原理

第一节 直流电机的用途结构和原理一、直流电机的用途和结构

电机与拖动

端盖定子 转子

上一张 下一张

直流电机原理

电机与拖动

直流电机的原理和结构一、直流电机的结构

直流电机原理

电机与拖动

定子和转子

直流电机原理

电机与拖动

直流电机电枢绕组结构

直流电机原理

电机与拖动

直流电机电刷和换向器结构

直流电机原理

电机与拖动

直流电路

一、填空题

1.已知R1=5Ω，R2=10Ω，把R1、R2串联起来，并在其两端加15 V的电压，此时R1所消耗的功率是 。

2.有两个电阻R1和R2，已知R1＝2R2，把它们并联起来的总电阻为4Ω，则R1＝ ，R2= 。

3.有两个电阻，把它们串联起来的总电阻为10Ω，把它们并联起来的总电阻为2.4Ω，这两个电阻的阻值分别为_ __和_ _。

4.已知R1和R2两个电阻，且R2=3R1，若串联在电路中，则R1消耗功率与R2消耗功率之比为 ；若并联在电路中，则R1消耗功率与R2消耗功率之比为 。

5.有两电阻R1和R2，已知R1：R2＝1：4。若它们在电路中串联，则电阻两端的电压比U1：U2＝ ；流过电阻的电流比I1：I2= ，它们消耗的功率比P1：P2＝ 。若它们并联接在电路中，则电阻两端的电压之比U1：U2＝ ；流过电阻的电流之比I1：I2＝ ；它们消耗的功率之比P1：P2＝ 。

6.电阻负载并联时，因为 相等，所以负载消耗的功率与电阻成 比；电阻负载串联时，因为 相等，所以负载消耗的功率与电

9. 熟悉直流电阻测试的目的、测试方法和测试时的注意事项。

P150 第七节 直流电阻测量

直流电阻测量是电气设备试验中常见的测试项目，对判断电气设备导电回路的连接和接触情况起到重要作用。

一、测量直流电阻的意义

有些电气设备具有线圈等导电回路，例如发电机、电动机、变压器等。这些线圈的导线都包有绝缘，在制造过程中可能存在质量问题。例如导线连接接头焊接不良，或者存在匝间短路，也可能线圈的引出线与接线端子的连接拧得不紧。如果存在这些缺陷，电气设备投入运行时，可能很快发生事故；也可能在运行一段时间后，由于过负荷等原因，产生局部过热，最终导致设备事故。测量这些设备导电回路的直流电阻，就是为了及时发现线圈等导电回路的隐患，防止不合格的设备投入运行。

此外，断路器等开关设备的触头闭合不严，或者引接线的接触不良，在长期通过大电流时由于接触电阻过大而局部过热，最后导体熔化造成事故。对这些设备导电回路测量直流电阻就是为了校验开关触头是否接触良好，引接线的连接是否紧固，防止运行中接触点产生过热引起事故。

二、直流电阻测试方法

直流电阻测试的基本原理是在被测回路上施加某一直流电压，根据电路两端电压和电路中电流的数量关系，测出回路电阻。根据阻值大小判断

9. 熟悉直流电阻测试的目的、测试方法和测试时的注意事项。

P150 第七节 直流电阻测量

直流电阻测量是电气设备试验中常见的测试项目，对判断电气设备导电回路的连接和接触情况起到重要作用。

一、测量直流电阻的意义

有些电气设备具有线圈等导电回路，例如发电机、电动机、变压器等。这些线圈的导线都包有绝缘，在制造过程中可能存在质量问题。例如导线连接接头焊接不良，或者存在匝间短路，也可能线圈的引出线与接线端子的连接拧得不紧。如果存在这些缺陷，电气设备投入运行时，可能很快发生事故；也可能在运行一段时间后，由于过负荷等原因，产生局部过热，最终导致设备事故。测量这些设备导电回路的直流电阻，就是为了及时发现线圈等导电回路的隐患，防止不合格的设备投入运行。

此外，断路器等开关设备的触头闭合不严，或者引接线的接触不良，在长期通过大电流时由于接触电阻过大而局部过热，最后导体熔化造成事故。对这些设备导电回路测量直流电阻就是为了校验开关触头是否接触良好，引接线的连接是否紧固，防止运行中接触点产生过热引起事故。

二、直流电阻测试方法

直流电阻测试的基本原理是在被测回路上施加某一直流电压，根据电路两端电压和电路中电流的数量关系，测出回路电阻。根据阻值大小判断

DC Machine

Implement separately excited DC machine (continuous and discrete blocks)

Library Machines Description

The DC Machine block and the Discrete DC Machine block (also in the Machines library) both implement a separately excited DC machine. The DC Machine block implements a continuous model, and the Discrete DC Machine block implements a discrete model. The following description applies to both blocks.

An access is provided to the field terminals (F+, F-) so that the machine model can be used as a shunt-connected or