第3 篇 电磁学实验

 3.1 电磁学实验基础知识 电学实验离不开电源和各种仪器、仪表，所以在实验之前，必须了解实验室常用设备(电 源、仪表等)的性能及其使用方法，掌握仪器的布置规则和常用电路，并牢记要遵守电学实 验的操作规则。 

3.1.1 实验室常用设备 

1．电源 电源是能够产生和维持一定的电动势并能够提供一定电流的设备。电源分为直流和交 流两类。

 (1) 直流电源：也称作晶体管直流稳压电源。这种电源稳定性好，内阻小，输出连续 可调，功率也较大，使用方便。例如实验室常用的双路DH1718D-4 型电源，最大输出电压 64V，最大输出电流3A。在对电源稳定性要求更高时，可在公用稳压电源的基础上再加稳 压电路。

 ① 蓄电池：有铅蓄电池和铁镍电池两大类。铅蓄电池的电动势为2V，额定电流2A， 输出电压比较稳定。铁镍电池的电动势为1.4V，额定电流10A，输出电压的稳定性较差， 但坚固耐用，适用于大电流下工作，但要经常充电，维护较麻烦。

 ②

干电池的电动势为 1.5V，额定电流为 100mA。用旧的干电池内阻可 增大到 1 Ω以上，此时虽测得出电压，却没有电流了。其在功率小、稳定度又要求不高时 是很方便的直流电源。 另外，标准电池是电动势的参考标准，不能作为电源用。它是一种汞镉电池，按电解 液的浓度可分为饱和式和不饱和式两种。前者的电动势最稳定，但随温度变化比后者显著 得多。若已知20℃时的电动势E 20 ，则t℃时的电动势应由下式算出： E≈E 20 -4×10 －5 (t-20)-10 －6 (t-20) 2 V 不饱和式则不必作温度修正。 标准电池的结构有H 型封闭玻璃管式的，也有单管式的，前者只能直立。作为国际标 准的是饱和H 型管式的标准电池。按准确度分为I、Ⅱ、Ⅲ三个等级。I、Ⅱ级的最大容许 电流为1 ，内阻不应大于1000 μΑ Ω；Ⅲ级的最大容许电流为10μΑ，内阻不应大于600 Ω。 每个标准电池的电动势在1.018V 左右。

 (2) 交流电源：为供电电网电源，是 50 周的正弦交流电，生活中常用的 220V 交流电 是一根相线(俗称火线)与地线之间的电压。若要得到220V 以外的其他电压值，可通过变压 器将 220V 升压或降压至所需值。生活中经常使用的是用自耦变压器进行调压。改变转柄 位置，可使输出电压在0～240V 之间连续改变。在使用中必须根据所需的电压、电流(或功 率)大小选择或设计合适的变压器。 使用电源应注意以下几点：

 第3 篇 电磁学实验 ·79· ① 必须注意电压的大小。一般来讲 64V 以下对人身是安全的，可以直接操作，大于 64V 的电压，人体不得随便触及，以免发生危险。常用电网电压为交流220V 或380V，必 须使用绝缘工具或采取其他绝缘措施，否则，人体任何部位不得直接触及。 ② 直流电源正负极之间和交流电源的相线与地线之间不得短路。使用中还要注意电源 的最大输出电流不得超过允许值。