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    電磁測量的起源

    2016/9/27 14:42:21

    電磁現象是自然界中最普遍的物理現象之一。在人們還沒有揭示出電和磁之間的關系之前,僅能根據它們本身的力效應制作簡單儀器,分別觀察電和磁的現象。磁測量儀器的出現遠在電測量儀器之前。最早的磁測量儀器是中國的司南(見電工科技史),它實際是一臺磁性羅盤。西方有關磁測量儀器的最早記載,出現于16世紀末。W.吉伯在他的專著《論磁性、磁體和巨大地磁體》中介紹了一種名為

    Versorium的測磁儀器。此儀器是將一根箭形鐵針支承在尖端上,用以觀察磁性的吸引現象。Versorium也是最早的電測量儀器,吉伯發現不論用哪種金屬制作箭形針,當此儀器接近帶靜電物體時,金屬針都將被吸引而發生偏轉。1745年Г.Β.里赫曼為研究大氣電現象而發明了稱作靜電計的第一臺具有定量性質的電測量儀器(圖2中的立柱上方為一金屬桿),圖中的立柱右側為一金屬線及一根細亞麻線,它們都接到金屬桿上。亞麻線長6cm,重量僅0.05g。當金屬桿移近帶電體或與帶電體連接時,亞麻線受斥力沿1/4 圓弧形木板張開一個角度。據此可分辨電"力"的強弱。以后又相繼出現一些不同結構的靜電測量儀器。

    1820年,H.C.奧斯特發現電流的磁效應;1821年,A.-M.安培闡明兩帶電流導體間能產生吸引或排斥力的效應;1831年,M.法拉第發現電磁感應現象。這些發現使得科學家掌握了動電、磁和機械力,以及動磁與電之間的關系,促使電與磁的測量和有關儀表的發展產生了躍變,出現了利用磁與電相互作用產生機械力矩、并以指針或光點進行指示的各系機械式指示電表和記錄儀表,以及在特殊設計的線路(如電橋、電位差計等)中將待測的未知量與標準量進行比較的比較測量儀器(簡稱較量儀器)。

    電磁測量對象和測量過程 電磁測量對象以電學量和磁學量為主。電學量包括電學量(如電壓U、電流I、電功率P、無功功率Q、功率因數等)和電參數(如電阻R、電容C、自感L、互感M等)。其中,U和I是基本量,其他一些電學量可以通過它們間接得到。磁學量包括磁通Φ、磁通密度(磁感應強度)B、磁場強度 H、磁導率μ 、鐵損等。其中B與H為基本量。50年代以后出現的數字測量技術,則以時間、頻率(或脈沖數)為基本量。

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