直流电流表

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电流是电荷的流动速率。如果该电荷仅沿一个方向流动，则产生的电流称为直流电 (DC)。用于测量直流电流的仪器称为直流电流表。

如果我们将一个电阻器与永磁动线圈 (PMMC) 检流计并联，那么整个组合就相当于直流电流表。直流电流表中使用的并联电阻也称为分流电阻或简称为分流器。为了测量大值的直流电流，该电阻的值应考虑较小。

直流电流表的电路图如下图所示。

我们必须将该直流电流表与要测量直流电流的电路分支串联。并联连接的元件两端的电压相同。因此，分流电阻两端的电压 $R_{sh}$ 和检流计电阻两端的电压 $R_{m}$ 相同，因为这两个元件在上述电路中并联连接。从数学上来说，它可以写成

$$I_{sh}R_{sh}=I_{m}R_{m}$$

$\Rightarrow R_{sh}=\frac{I_{m}R_{m}}{I_{sh}}$ (方程 1)

节点 1 处的KCL方程为

$$-I+I_{sh}+I_{m}=0$$

$$\右箭头 I_{sh}=I-I_{m}$$

将$I_{sh}$ 的值代入公式 1 中。

$R_{sh}=\frac{I_{m}R_{m}}{I-I_{m}}$ （方程式2）

将 $I_{m}$ 视为分母项中的公共项，它出现在方程 2 的右侧

$$R_{sh}=\frac{I_{m}R_{m}}{I_{m}(\frac{1}{I_{m}}-1)}$$

$\Rightarrow R_{sh}=\frac{R_{m}}{\frac{I}{I_{m}}-1}$ （等式3）

在哪里，

$R_{sh}$ 是分流电阻

$R_{m}$为振镜内阻

$I$ 是要测量的总直流电流

$I_{m}$ 是满量程偏转电流

要测量的总直流电流 $I$ 与检流计的满量程偏转电流 $I_{m}$ 的比率称为倍增因子 m。在数学上，它可以表示为

$m=\frac{I}{I_{m}}$ （方程 4）

$R_{sh}=\frac{R_{m}}{m-1}$ （方程式5）

我们可以根据可用数据使用公式 2 或公式 5求出分流电阻值。

多量程直流电流表

在上一节中，我们讨论了直流电流表，它是通过与 PMMC 检流计并联一个电阻而获得的。该直流电流表可用于测量特定范围的直流电流。

如果我们想使用直流电流表测量多个量程的直流电流，那么我们必须使用多个并联电阻而不是单个电阻，并且整个电阻组合与 PMMC 检流计并联。多量程直流电流表电路图如下图所示。

将这种多量程直流电流表与电路的分支串联，以测量所需量程的直流电流。通过将开关 s 连接到相应的分流电阻器来选择所需的电流范围。

令 $m_{1}、m_{2}、m_{3}$ 和 $m_{4}$ 为直流电流表的乘数，当我们考虑要测量的总直流电流为 $I_{1} 时，分别为 I_{2}、I_{3}$ 和 $I_{4}$。以下是与每个乘数对应的公式。

$$m_{1}=\frac{I_{1}}{I_{m}}$$

$$m_{2}=\frac{I_{2}}{I_{m}}$$

$$m_{3}=\frac{I_{3}}{I_{m}}$$

$$m_{4}=\frac{I_{4}}{I_{m}}$$

在上面的电路中，有四个分流电阻，$R_{sh1}、R_{sh2}、R_{sh2}$和$R_{sh4}$。以下是这四个电阻对应的公式。

$$R_{sh1}=\frac{R_{m}}{m_{1}-1}$$

$$R_{sh2}=\frac{R_{m}}{m_{2}-1}$$

$$R_{sh3}=\frac{R_{m}}{m_{3}-1}$$

$$R_{sh4}=\frac{R_{m}}{m_{4}-1}$$

上述公式将帮助我们找到每个分流电阻的电阻值。