刘 甜

(大连理工大学微电子学院 辽宁 大连 116620)

1 引言

1.1 实验目的

本实验旨在基于电流的热效应、利用通电导体的温升现象研发一款成本低、误差小、量程广、便捷可靠的新型电流计以测量未知电流，并检验这种电流计在各种环境场合下的应用表现.

1.2 实验原理

由焦耳定律及能量守恒定律可知，通有恒定电流的导体，其内能会由于电流热效应的存在而逐渐增加，在不考虑对外热传导及热辐射的损耗下，导体内能增量即为通过导体的电流所产生的焦耳热量，其大小与电流强度的平方成正比，与通电时长成正比，与导体自身电阻成正比[1]，即

ΔU∝I2ΔU∝tΔU∝R

对于质地均匀的导体，由比热容公式，有

Q=cmΔT

式中Q为导体吸热量，c为导体比热容，m为导体质量，ΔT为导体温度变化(即温升).由热力学第一定律可知，导体吸热量即为其内能增量[2].故而由上述条件可得，在忽略热损耗的情形下，对于恒定电流和固定导体，由电流热效应引起的导体温升与电流强度的平方成正比，即

ΔU=Q+WΔU∝I2Q=cmΔTW=0

故有I2∝cmΔT，即ΔT∝I2.

故而可采取测量导体温升的办法来得知通过导体的待测电流强度，具体做法为：利用可控恒流源向导体通已知大小的不同电流，测量导体单位时间的温升，并作出导体温升随电流强度平方变化的关系曲线(预计应能近似为一条直线)；得到ΔT-I2的关系曲线后，再测量通有待测电流导体单位时间的温升，对照ΔT-I2关系曲线即可得到对应的电流强度平方，开方后即为待测电流的大小.

实验需考虑……