一道题`

物理一道题导体中的电流也有大小,

怎样知道电流大小呢? 有很多种方法，最通用的方法是使用阻性分流器，互感器，或磁传感器。 阻性分流器应用欧姆定律：通过分流器的电流与分流器两端的电压值成正比，分流器相当于与负载串联。 这种方法的优点是：精度高，低偏差，缺点是无法提供电绝缘和高的温飘。因而短暂的峰值可能烧伤分流器，并有可能导致电子元件的过载。 　　互感器由一个初级线圈和一个次极线圈，包围着一个磁芯组成，初级线圈产生电流，使磁芯感应出磁场，从而使次极线圈产生感应电流，与初级电流成正比， 　　比例大小由匝数决定。 互感器提供了电气绝缘，但只能工作于交流电，并且体积大。 　　磁传感器则集中了上述两种方法的优点，Honeywell...全部

  怎样知道电流大小呢? 有很多种方法，最通用的方法是使用阻性分流器，互感器，或磁传感器。 阻性分流器应用欧姆定律：通过分流器的电流与分流器两端的电压值成正比，分流器相当于与负载串联。
  这种方法的优点是：精度高，低偏差，缺点是无法提供电绝缘和高的温飘。因而短暂的峰值可能烧伤分流器，并有可能导致电子元件的过载。 　　互感器由一个初级线圈和一个次极线圈，包围着一个磁芯组成，初级线圈产生电流，使磁芯感应出磁场，从而使次极线圈产生感应电流，与初级电流成正比， 　　比例大小由匝数决定。
  互感器提供了电气绝缘，但只能工作于交流电，并且体积大。 　　磁传感器则集中了上述两种方法的优点，Honeywell 的磁阻传感器提供了高灵敏度，小体积，固态结构，并可用于非接触传感，提供了电气绝缘，保护了传感器和周围的电子元件，传感器的“置位”和“ 复位”电路，提供了超低的偏差和超低的漂移，其测量的电流带宽可以从直流到2～5MHZ，可适用于大量程电流测量，且动态范围可超过100dB。
   　　大多数情况下，磁场可由安培定律得出：磁场强度沿着电流流过的路径的积分，就等于电流，即 ∮H ·dL = I (1) ，其中，H 为磁场强度，I 为电流，DL 为电流流经的路线的微分。 　　对于一个圆形导体，选定固定距离r,则H和dL 始终指向同一方向，对于同一个圆，H 值大小一致，既然dL=rdθ,则∫ H∑ dL = H∫rdθ(θ=0~2∏ )磁通量B=uH（u 为常量），我们可得到B=(2*10-7I)at/r （3） 　　例如：l=1amp,r=1cm,则B=20μT 或0。
  2G。 　　在一个无限长的导线内，通过不同大小电流，产生的磁场情况符合规律，如1 安培时，在离导线中心2cm 时产生的磁场为0。1 高斯。 　　以上讨论的是一根无限细的导线，如果使用的是一根一定长度的导线，且无圆形截面，或较长的导线，便很难预测固定的磁力线分布。
   　　另外一个无限长的，非圆形截面的导线的磁场分布的计算类似于一个宽的导体，如导体由５根无限小的导线组成，每两根相邻导线间距1。0mm，每根导线上带有总电流1/5的电流，此导体的磁场分布由这5个导线各自产生的磁场叠加起 　　来。
  安培法则的前提是一个无限小的导线，适用于远距离磁场计算，因此，以上的类似不很精确，因为磁场太接近于导体。请注意：测量磁场与导体越远，磁 　　场分配越成圆形，且越易预测， 因而，电流可以看作是无限小的一个点。
  如果要对有限尺寸（或不规则尺寸）的导体、近距离的磁场计算非常精确，最好是用萨瓦特法则： 　　H =∮（IdLxar/4 πR 2 ）=∫s（KxardS/4 πR 2 ）=∫vol（Jxardv/4 πR 2 ） 　　其中，dL 是一段无限小的导线带的电流，K 是表面电流密度（A/m），J 是电流密度（A/m2）。
   闭环电流检测 　　磁传感器也可以工作在闭环系统中，测量范围可进一步扩大，闭环系统中，传感器控制补偿磁场大小，使传感器所在位置的磁场为0。补偿磁场由一设定匝数的线圈产生，因此，此线圈的电流与一次电流产生的磁场成正比，典型情况下，会有一个负载电阻，与线圈串联，产生输出电压。
   　　闭环电流检测有一些优点： 　　允许大的一次电流，但不会使传感器饱和 　　输出线性度高，且精度高，带宽高 　　高回路增益，使得器件误差对产品性能影响小 　　动态范围大 　　总之，闭环电流传感是一种精确且有效的测量电流的方法 　　电流测量的缺点的解决方案 　　电流测量也有一些问题，包括杂散磁场的处理，减小偏移量和温飘。
   　　杂散磁场的处理 　　不可控的杂散磁场会严重影响电流传感器的性能，例如：地球磁场有大约1/2G，占HMC1021的满量程的4%，占HMC1001的满量程的线性段的12。5%。因此，设计传感器时，杂散磁场的作用一定要考虑进去。
   　　一个最简单的去除杂散磁场影响的方法，是使用滤波器，交流耦合可以消除直流影响，地球磁场或附近的直流电，低通滤波可以消除高频部分。杂散磁场的大小千万不能导致磁传感器工作在非线性段，否则会降低电流传感器的性能。
  如果大的杂散磁场饱和了磁传感器，或杂散磁场的频率和被测的一次电流频率一致时，滤波方法就无效了。高频杂散磁场，可以被抗流器或电感环消除，因为高频会产生抵消磁场变化量的感应电流，这就是磁场的低通滤波器。
   　　另一个方法，是将电流传感器屏蔽于杂散磁场之外，即外加一个高导磁材料做的盒子，且此材料要足够厚，不会被杂散磁场饱和，要特别注意的是：从一次电流产生的磁力线，要在屏蔽材料中，而不是磁传感器附近，这样，传感器要在所有的面都屏蔽，包括被测量的那一面，若设计不当，想要磁场屏蔽的地方，可能会出现磁通聚集的情况。
   　　一个好的方法是利用匝片或铁芯；一来屏蔽杂散磁场，二来电流感应的磁通的集中，有利于位置误差，此方法很有效。但是，与杂散磁场的产生物相比较起来，此方法的耗材尺寸大且昂贵。 　　另一种方法，是用两个传感器，使杂散磁场成为共膜信号而被抵消，这种杂散磁场要求在两个传感器上产生相同的影响，且不能使它们工作在非线性区。
  这种方法非常依赖于杂散磁场的对称性和两个传感器的对称性。有时也可根据特殊应用，来采取特别方法来消除杂散磁场。例如：有些情况下，在起动阶段、休眠阶段、或周期发生时的杂散磁场的值是已知的，我们可以在这些时间采样，采样结果减掉已知的磁场值的影响。
  这种方法，比较适合消除直流磁场影响。 这种研究的方法,在物理学上称为( )? 1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。
  四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳—楞次定律。 1844年，焦耳研究了空气在膨胀和压缩时的温度变化，他在这方面取得了许多成就。
  通过对气体分子运动速度与温度的关系的研究，焦耳计算出了气体分子的热运动速度值，从理论上奠定了波义耳—马略特和盖—吕萨克定律的基础，并解释了气体对器壁压力的实质。焦耳在研究过程中的许多实验是和著名物理学家威廉·汤姆生（后来受封为开尔文勋爵）共同完成的。
  在焦耳发表的九十七篇科学论文中有二十篇是他们的合作成果。当自由扩散气体从高压容器进入低压容器时，大多数气体和空气的温度都要下降，这一现象就是两人共同发现的。这一现象后来被称为焦耳—汤姆生效应。
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