Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp - Cao đẳng) dùng để giảng dạy cho học viên chuyên ngành Điện công nghiệp ở trình độ Cao đẳng. Giáo trình kết cấu gồm 6 bài và chia thành 2 phần, phần 1 trình bày những nội dung về: đại cương đo lường điện; các loại cơ cấu đo thông dụng; đo dòng điện, điện áp; đo điện trở, điện cảm, điện dung;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TĐH GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƢỜNG ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Ban hành theo Quyết định số: /QĐ….ngày ……tháng… năm 2019 ……cpủa…… Ninh Bình, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình đo lường điện kết làm việc để xây dựng chương trình tiến tới tự chủ Được thực tham gia giảng viên trường Cao đẳng điện xây dựng Việt Xô thực Giáo trình Mạch điện dùng để giảng dạy trình độ Cao đẳng biên soạn theo nguyên tắc quan tâm đến: tính định hướng thị trường lao động, tính hệ thống khoa học, tính ổn định linh hoạt, hướng tới liên thông, chuẩn đào tạo nghề khu vực giới, tính đại sát thực với sản xuất Nội dung giáo trình gồm bài: Bài mở đầu: Đại cương đo lường điện Bài : Các loại cấu đo thông dụng Bài Đo dòng điện, điện áp Bài Đo điện trở, điện cảm, điện dung Bài Đo công suất, điện Bài Sử dụng MΩ mét ampe kìm Bài Sử dụng đồng hồ vạn Trong trình biên soạn khơng tránh khỏi sai sót, tác giả mong góp ý bạn đọc để giáo trình hồn thiện Ninh Bình, ngày tháng năm 2019 Chủ biên Ths Phạm Thị Hương Sen MỤC LỤC Contents II TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN III LỜI GIỚI THIỆU IV MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƢỜNG ĐIỆN Tên mô đun: Đo lƣờng điện Mã mô đun: MĐ15 BÀI MỞ ĐẦU: ĐẠI CƢƠNG VỀ ĐO LƢỜNG ĐIỆN Error! Bookmark not defined 1.Khái niệm đo lường điện 1.1 Khái niệm đo lường 1.2 Khái niệm đo lường điện 10 1.3 Các phương pháp đo 10 Các sai số tính sai số 11 2.1.Khái niệm sai số 11 2.2 Các loại sai số 11 2.3 Phương pháp tính sai số 11 2.4 Các phương pháp hạn chế sai số 12 BÀI 1: CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG 14 Khái niệm cấu đo 14 Các loại cấu đo 14 2.1 Cơ cấu đo từ điện 14 2.2 Cơ cấu đo điện từ 17 2.3 Cơ cấu đo điện động 20 2.4 Cơ cấu đo cảm ứng 23 BÀI 2: ĐO DÒNG ĐIỆN , ĐIỆN ÁP 26 Đo dòng điện 26 1.1 Đo dòng điện chiều( Ampe kế chiều) 26 1.2 Đo dòng điện xoay chiều (AC) 29 Đo điện áp 32 2.1 Đo điện áp DC 33 2.2 Đo điện áp xoay chiều 35 BÀI ĐO ĐIỆN TRỞ, ĐIỆN CẢM, ĐIỆN DUNG 38 Đo điện trở 38 1.1 Đo điện trở gián tiếp 38 1.2 Cầu đo điện trở 39 1.3 Đo điện trở trực tiếp 41 Đo điện cảm: 47 2.1.Sơ đồ Vônmét, Ampemét: 47 2.2 Dùng cầu đo 48 Đo điện dung 51 3.1 Khái nệm điện dung góc tổn hao 51 3.2.Đo điện dung Vônmét, Ampemét: 52 3.3 Dùng cầu đo 54 Bài 4: ĐO CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG 58 1.Đo công suất 58 1.1 Đo công suất pha 58 1.2 Đo công suất pha 63 Đo điện năng: 66 2.1 Đo điện pha 66 2.2.Đo điện pha 68 BÀI 5: SỬ DỤNG MΩ MÉT VÀ AMPE KÌM 76 Sử dụng M 76 Sử dụng Ampe kìm 76 Bài SỬ DỤNG ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG 79 Nguyên lý cấu tạo chung ĐHVN: 79 1.1 Công dụng 79 1.2 Kết cấu mặt ngoài: 79 Cách đọc giá trị thang đo 80 2.1.Đo điện trở 80 Đo số giá trị ĐHVN 81 3.1 Đo điện áp xoay chiều: 81 3.2 Đo điện áp chiều: 82 3.3 Đo dòng điện chiều 82 CÁC THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO 106 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐO LƢỜNG ĐIỆN Tên mô đun: Đo lƣờng điện Mã mô đun: MĐ15 Thời gian mô đun: 60giờ; (Lý thuyết: 20giờ; Thực hành,bài tập,thí nghiệm, thảo luận: 32giờ; Kiểm tra:8 giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơ đun Đo lường điện học sau môn học An tồn lao động; Mạch điện - Tính chất: Là mơ đun chuyên môn nghề II Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày nguyên lý hoạt động cấu đo thông dụng + Trình bày nguyên lý phép đo - Về kỹ + Đo thông số đại lượng mạch điện + Sử dụng loại máy đo để kiểm tra, phát hư hỏng thiết bị/hệ thống điện + Đọc kết đo nhanh chóng, xác - Về lực tự chủ tự chịu trách nhiệm + Đảm bảo an toàn cho người thiết bị + Phát huy tính chủ động, sáng tạo tập trung công việc III Số Nội dung mô đun: Thời gian ( ) Tên mô đun Tổng Lý số thuyết TT Thực hành, thí Kiểm tra nghiệm, thảo luận, tập Bài mở đầu: Đại cương đo lường điện 2 Bài : Các loại cấu đo thông dụng Cơ cấu đo từ điện 1 Cơ cấu đo điện từ 1 Cơ cấu đo điện động 1 Cơ cấu đo cảm ứng 2 Bài Đo dòng điện, điện áp Đo dòng điện Đo điện áp Đo điện trở Đo điện cảm 1 Đo điện dung 1 18 12 Bài Đo điện trở, điện cảm, điện dung Bài Đo công suất, điện Đo công suất 1.1 Đo công suất pha 1.2 Đo công suất pha 4 2 Sử dụng MΩ 1 Sử dụng ampe kìm 1 Bài Sử dụng đồng hồ vạn Nguyên lý cấu tạo chung ĐHVN 2 Các đọc giá trị thang đo Đo điện 2.1 Đo điện pha 2.2 Đo điện pha Bài Sử dụng MΩ mét ampe kìm Đo số giá trị 2 ĐHVN Kiểm tra hết môn Cộng: 60 20 32 BÀI MỞ ĐẦU: ĐẠI CƢƠNG VỀ ĐO LƢỜNG ĐIỆN Giới thiệu: Đo lường so sánh đại lượng chưa biết (đại lượng đo) với đại lượng chuẩn hóa (đại lượng mẫu đại lượng chuẩn) Như công việc đo lường nối thiết bị đo vào hệ thống khảo sát quan sát kết đo đại lượng cần thiết thiết bị đo Trong thực tế khó xác định „‟ trị số thực‟‟ đại lượng đo Vì trị số đo cho thiết bị đo gọi trị số tin (expected value) Bất kỳ đại lượng đo bị ảnh hưởng nhiều thơng số Do kết đo phản ánh trị số tin cậy Cho nên có nhiều hệ số ảnh hưởng đo lường liên quan đến thiết bị đo Ngồi có hệ số khác liên quan đến người sử dụng thiết bị đo Như độ xác thiết bị đo diễn tả hinh thức sai số Mục tiêu: - Giải thích khái niệm đo lường, đo lường điện - Tính tốn sai số phép đo, vận dụng phù hợp phương pháp hạn chế sai số - Đo đại lượng điện phương pháp đo trực tiếp gián tiếp - Rèn luyện tính xác, chủ động, nghiêm túc cơng việc Nội dung chính: 1.Khái niệm đo lường điện Trong thực tế sống trình cân đo đong đếm diễn liên tục với đối tượng, việc cân đo đong đếm vô cần thiết quan trọng Với đối tượng cụ thể q trình diễn theo đặc trưng chủng loại đó, với đơn vị định trước Trong lĩnh vực kỹ thuật đo lường không thông báo trị số đại lượng cần đo mà làm nhiệm vụ kiểm tra, điều khiển xử lý thông tin Đối với ngành điện việc đo lường thông số mạch điện vô quan trọng Nó cần thiết cho q trình thiết kế lắp đặt, kiểm tra vận hành dò tìm hư hỏng mạch điện 1.1 Khái niệm đo lường - Đo lường trình đánh giá định lượng đại lượng cần đo để có kết số so với đơn vị đo (mẫu) Kết đo biểu diễn dạng: A X X0 ta có phương trình X = A.X0 (1) Ví dụ: I = 5A thì: Đại lượng đo là: dòng điện (I) Đơn vị đo là: Ampe (A) Con số kết đo là: - Dụng cụ đo mẫu đo: + Dụng cụ đo: Các dụng cụ thực việc đo gọi dụng cụ đo như: dụng cụ đo dòng điện (Ampemét), dụng cụ đo điện áp (Vônmét) dụng cụ đo công suất (Oátmét) v.v + Mẫu đo: dụng cụ dùng để khôi phục đại lượng vật lý định có trị số cho trước, mẫu đo chia làm loại sau: Loại làm mẫu: dùng để kiểm tra mẫu đo dụng cụ đo khác, loại chế tạo sử dụng theo tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo làm việc xác cao Loại cơng tác: sử dụng đo lường thực tế, loại gồm nhóm sau: Mẫu đo, dụng cụ đo thí nghiệm mẫu đo, dụng cụ đo dùng sản xuất 1.2 Khái niệm đo lường điện Đo lường điện trình đo đại lượng điện mạch điện Các đại lượng điện chia làm hai loại: đại lượng điện tác động đại lượng điện thụ động - Đại lượng điện tác động: đại lượng dịng điện, điện áp, cơng suất, điện năng…là đại lượng mang điện Khi đo đại lượng này, thân lượng cung cấp cho mạch đo - Đại lượng điện thụ động: đại lượng điện trở, điện cảm, điện dung…các đại lượng không mang lượng phải cung cấp điện áp dòng điện cho đại lượng đưa vào mạch đo 1.3 Các phương pháp đo + Phương pháp đo trực tiếp: phương pháp đo mà đại lượng cần đo so sánh trực tiếp với mẫu đo Ví dụ: Dùng cầu đo điện để đo điện trở, dùng cầu đo để đo điện dung v.v + Phương pháp đo gián tiếp: phương pháp đo đại lượng cần đo tính từ kết đo đại lượng khác có liên quan Ví dụ: 10 Để mở rộng giới hạn đo Ohmmet người ta dùng nhiều nguồn cung cấp điện trở phân dòng cho thang đo khác Hình bên ví dụ sơ đồ Ohmmet nhiều thang đo Hình 3.8 Ơm mét nhiều thang đo Chú ý: Cơng tắc đo có phần tiếp xúc động xoay nấc chiều ngược chiều kim đồng hồ Cơng tắc có hai phần tiếp xúc tiếp xúc với điện trở phân dòng tương ứng thang đo tiếp xúc với nguồn cung cấp cho dải đo Khi thang đo điện trở giá trị nhỏ sử dụng nguồn nhỏ (ví dụ 1,5V) Khi thang đo điện trở giá trị lớn sử dụng nguồn lớn (ví dụ 9V hoặc15V) 1.3.2 Đo Mêgômét: Mêgômét dụng cụ đo điện trở lớn mà ômmét không đo Mêgômét thường dùng đo điện trở cách điện máy điện, khí cụ điện, cuộn dây máy điện M Ký hiệu: - Cấu tạo: (Hình 2.26) Gồm tỷ số kế từ điện manhêtơ kiểu tay quay dùng làm nguồn để đo Phần động gồm có khung dây (1) (2) đặt lệch 90 quấn ngược chiều nhau, khơng có lị xo đối kháng Khe hở nam châm lõi thép không nhằm tạo nên từ trường không Nguồn điện cung cấp cho cuộn dây máy phát điện chiều quay tay có điện áp từ (500 1000)V Điện trở cần đo RX mắc nối tiếp với cuộn dây (1) Điện trở phụ RP mắc nối tiếp với cuộn dây (2) 43 M M1 M2 N I2 S RP I1 RX + - Hình 3.9: Mêgơmét - Ngun lý: kiểutuwf ddieenk từ điện Khi đo, ta quay máy phát điện với tốc độ (khoảng 70 80 vòng/phút) Sức điện động máy phát điện tạo hai dòng điện I I2 cuộn dây, nghĩa xuất mômen quay M1 M2 ngược chiều Như kim quay theo hiệu số mômen dừng lại M1 = M2 Vì mơmen quay tỷ lệ với dịng điện nên ta có: M1 = K1.I1 M2 = K2.I2 Do kim cân thì: K1.I1 = K2.I2 I1 K I K1 Do từ trường phân bố không khe hở không khí nên tỷ số K phụ thuộc vào vị trí cuộn dây, nghĩa phụ thuộc vào góc quay kim I1 K f x I K1 Mặt khác dòng điện I1 I2 bằng: I1 U r1 R X I2 U r2 RP Nên: I1 r2 RP f ( x ) I2 r1 R X r1, r2 điện trở cuộn dây(1) (2) 44 K1 đổi) Nghĩa góc quay kim phụ thuộc vào RX (vì r1, r2 Rp không Trên thang đo Mêgômét người ta ghi trực tiếp trị số điện trở k, M tương ứng với góc quay kim * Chú ý: - Vì khơng có lị xo cân nên khơng đo kim vị trí mặt số - Không nên chạm vào đầu dây để tránh bị điện giật quay 1.3.3 Đo điện trở đất cầu đo MC-07: Dựa nguyên tắc tỷ só kế từ điện để chế tạo cầu đo MC-07 Đây dụng cụ đo điện trở tiếp đất (Rtđ) đọc thẳng có tên gọi Têrơmét - Cấu tạo: Cấu tạo MC-07 (Hình 4.7) r2, K2 I1 r1, K1 F RP I1 I2 I U X I’1 20 m 20 m Gồm: Hình 3.10: Cấu tạo MC-07 +Khung dây K1 K2 + Máy phát điện chiều + Biến trở phụ RP lớn r1,r2 (r1, r2 điện trở cuộn dây K1, K2) Rtđ nhiều +Cực X nối cọc cần đo Rtđ + Cực U cực áp nối với cọc phụ, cách cọc cần đo Rtđ khoảng 20m + Cọc I cực dòng nối với cọc phụ cách cọc U khoảng 20m Nguyên lý: + Nối cực X, U, I cầu đo theo sơ đồ 45 + Quay máy phát để cung cấp I cho K1 I tới X chia thành thành phần: I1, I2 ' - I xuống điện trở tiếp đất (Rtđ.) - I2 đến cuộn dây K2 Do Rp lớn Rtđ rU nên I2 nhỏ nhiều I 1' I 1' I ru + Rp + r2 Rp Trên sơ đồ Rtđ (ru + Rp + r2) nên: I 1' Rtđ = I2.RP K I 1' Rtđ = I2.(ru + Rp + r2) I '1 RP I Rtd I '1 I2 hay K RP Rtd Khi RP = số cịn phụ thuộc Rtđ Vậy biết ta xác định Rtđ cần đo Theo sơ đồ MC-07 nhận thấy dòng điện qua đất dòng chiều, gây tượng điện phân, dung dịch điện phân đất làm cho R tđ bị biến đổi dẫn đến kết đo Rtđ có sai số lớn Để khắc phục điều người ta dùng thêm vành góp điện cho MC-07 để biến dòng điện qua cọc tiếp đất dòng xoay chiều, dòng qua MC-07 dịng chiều Ta có sơ đồ sau: r2, K2 F r1, K1 Vành góp điện X U RP 20m I 20m Hìh 3.11: Sơ đồ cầu đo MC-07 cải tiến 46 Đo điện cảm: Cuộn cảm lý tưởng cuộn dây có thành phần điện kháng (XL = L) khiết điện cảm L, thực tế cuộn dây, thành phần kháng XL có điện trở cuộn dây RL Điện trở RL lớn phẩm chất cuộn dây Nếu gọi Q độ thẩm chất cuộn dây Q đặc trưng cho tỷ số điện kháng XL điện trở cuộn dây đó, tính bằng: Q XL RL 2.1.Sơ đồ Vơnmét, Ampemét Oátmét 2.1.1 Sơ đồ Vônmét, Ampemét Là phương pháp đo gián tiếp dùng Vônmet Ampemet mắc mạch đo hình 3.12 AA U V LX RX Hình 3.12: Đo điện cảm vônmét Ampemét Tổng trở cuộn dây xác định: Z U R X ( LX ) I L2X Z RX2 L2X LX ( Z R X2 ) Z R X2 Điện trở RX xác định trước, cịn tần số góc 2. f Hệ số phẩm chất: Q X L (thay số vào) Q RL 2.1.2 Sơ đồ Vônmét, Ampemét Oátmét Là phương pháp đo gián tiếp dùng Vônmet, Ampemet, Oátmet mắc mạch đo hình 3.13: 47 * AA * W W LX VV U RX Hình 3.13: Đo điện cảm Vơnmét, Ampemét Oátmét Trường hợp mạch đo dùng thêm Oátmét điện trở RX cuộn dây xác định biểu thức sau: Rx P I2 Tổng trở cuộn dây: Z Z2 = R2X + (LX)2 Z R X2 Lx U R X ( LX ) I 2 L2x2 = Z2 - R2X U P2 I2 I4 Quy đồng mẫu số ta có: LX 1 U 2I P2 U I P2 I I P: Công suất tiêu hao cuộn dây xác định Oátmét U: Đọc Vônmét I: Đọc Ampemét Hệ số phẩm chất: Q X L (thay số vào) Q RL 2.2 Dùng cầu đo 2.2.1 Cầu xoay chiều dùng điện cảm mẫu Mạch cầu so sánh đại lượng cần xác định LX, RX với đại lượng mẫu Lm Rm Hai nhánh R1, R2 điện trở trở có độ xác cao Khi đo người ta điều chỉnh Rm, Lm (và R1, R2) để cầu đạt giá trị cân Ở chế độ cân ta có: Lx R1 Rx ZX.Z2 = Z1.Zm Uo ~ Với: ZX = RX + j LX Lm R2 Rm 48 HỡnhCầu 3.14 Cu o Hỡnh 2.31: đo ®iƯn c¶m chiều xoay Zm = R m + j Lm Z1 = R1 Z2 = R2 RX jLX .R2 Rm jLm .R1 Để cầu cân cần điều kiện : phần thực phần thực, phần ảo phần ảo R1 R Rm X R X R2 Rm R1 R Do : L R L R m X L R1 Lm X R2 Do LX mắc nối tiếp với RX nên Từ tính hệ số phẩm chất cuộn dây : QX .L X RX .Lm Rm 2.2.2 Cầu điện cảm Maxwell Trên thực tế việc chế tạo tụ điện chuẩn dễ nhiều so với việc tạo cuộn dây chuẩn, người ta sử dụng điện dung chuẩn để đo điện cảm sử dụng cuộn điện cảm chuẩn Cầu có điện dung gọi cầu Maxwell Trong mạch cầu, tụ điện chuẩn Cm mắc song song với điện trở Rm Các điện trở R1, R2 điều chỉnh Khi cầu cân ta có: ZX.Zm = Z1.Z2 (1) Lx Trong đó: Rx R1 ZX = RX + j LX Uo ~ Zm = / Rm jCm Rm R2 Z1 = R1 Cm Hỡnh 2.32:Hỡnh Cầu điện Maxwell 3.15.cảm Cầu đo Maxwell Z2 = R2 Thế vào phương trình (1) ta được: R X jL X 1 Rm jCm Rx jLx R1 R2 Rm R1 R2 jCm 49 Để cầu cân cần điều kiện : phần thực phần thực, phần ảo phần ảo Do : R1 R2 Rx Rm Lx R1 R2 Cm Áp dụng cơng thức thay RX, LX vào tính được: Qx .Lx .R1 R2 Cm .Cm.Rm R1 R2 Rx Rm Cầu Maxwell thích hợp đo cuộn cảm có hệ số Q thấp (ωLX khơng lớn nhiều RX) 2.2.3 Cầu điện cảm Hay Mạch cầu sử dụng cho việc đo cuộn cảm có hệ số phẩm chất cao Rx Lx Uo ~ Cm R2 Hình 3.16: Cầu điện cảm Hay Khi cầu cân ta có: ZX.Zm = Z1.Z2 R1 (1) Với: Rx jLx Rx jLx Zm Rm jCm Z1 R1 Z R2 Zx Thế vào phương trình (1) ta được: 50 Rm Rx j..Lx Rm R1 R2 Rx j..Lx j..Cm R1 R2 Rx j..Lx Rx jLx Rm j Cm Rx.Lx Rx.Rm j.Lx R1 R2 Rx R1 R2 j.Lx Cm Để cầu cân cần điều kiện : phần thực phần thực, phần ảo phần ảo R1 R2 Rx Rm Lx R1 R2 Cm Do : Áp dụng cơng thức thay RX, LX vào tính được: Qx .Lx .R1 R2 Cm .Cm.Rm R1 R2 Rx Rm Cầu điện cảm Hay thường sử dụng đo cuộn dây có độ thẩm chất Q cao Ngồi ra, người ta cịn dùng biến thể khác mạch cầu mạch cầu Owen, Shering … để đo cuộn cảm Đo điện dung 3.1 Khái nệm điện dung góc tổn hao IR U I IC I C R UC UR IC U I U C U UC I R IR UR b Tụ điện có tổn hao lớn a Tụ điện có tổn hao nhỏ Hình 3.17: Góc tổn hao tụ điện 51 Tụ điện lý tưởng tụ điện khơng tiêu thụ cơng suất (dịng điện chiều không qua tụ) thưc tế có lớp điện mơi nên có dịng điện nhỏ qua từ cực đến cực Vì tụ có tổn hao cơng suất Sự tổn hao công suất nhỏ để đánh giá tổn hao tụ điện người ta thường đo góc tổn hao (tg) Tụ điện biểu diễn dạng tụ lý tưởng nối tiếp với điện trở (Tụ điện tổn hao ít) nối song song với điện trở (Tụ điện tổn hao nhiều) Với Tụ điện có tổn hao nhỏ dựa vào giản đồ véc tơ ta xác định góc tổn hao sau: UR = IR tg UC ; UR IR I UC .C .C tg = R..C Trong đó: góc tổn hao Tụ điện Với Tụ điện tổn hao nhiều ta có: IR U ; IC = UC R U I tg R R I C U.C 2.2 tg R..C Đo điện dung Vônmét, Ampemét: 3.2.1 Đo điện dung Vônmét, Ampemét Bỏ qua tổn hao điện mơi tụ điện, điện dung đo vônmet, ampemet Mạch đo mắc sau: A U V CX Hình 3.19: Sơ đồ Vơnmét, Ampemét jhguyamamAmpemét Đo dòng điện điện áp đặt vào tụ biết tần số nguồn xoay chiều, điện dung xác định theo công thức: Z U I CX 52 Cx I U * Nguồn tín hiệu cung cấp cho mạch đo nguồn tín hiệu hình sin có biên độ tần số không đổi 3.2.2 Đo điện dung Vôn mét, Ampemét Oátmét : Mạch đo mắc sau: * * A W CX RX V U Hình 3.20: Sơ đồ Vôn mét, Ampemét Oátmét Trường hợp mạch đo dùng thêm Watmet điện trở rò RX tụ điện CX xác định biểu thức sau: Rx P I2 Tổng trở tụ điện: Z U Rx2 ( ) Z Rx2 C x2 2 I CX (C X ) Z R2 x Cx Z R 2 x (U I P ) I U P ( )2 I I U P2 I I U I P2 I2 I2 U I P2 Thay Rx, Cx vào công thức: tg R..C góc tổn hao tụ điện () Sự hao công suất điện môi tụ cho công thức: P U I cos I tg C Phương pháp dùng tmét khơng xác xác định điện dung tụ điện có góc tổn hao nhỏ Để đo tụ điện có góc tổn hao nhỏ người ta dùng phương pháp cầu đo 53 3.3 Dùng cầu đo 3.3.1.Cầu đo tụ điện tổn hao nhỏ Tụ điện có tổn hao nhỏ biểu diễn tụ điện lý tưởng mắc nối tiếp với điện trở Khi người ta mắc cầu hình bên CX, RX nhánh tụ điện cần đo Cx Rx Cm, Rm nhánh tụ mẫu điều chỉnh R1, R2 điện trở trở R1 Uo ~ R2 Khi cầu cân ta có mối quan hệ: Cm ZX.Z2 = Z1.Z Rm ®o tơ ®iƯnđo cãtụ tỉnđiện hao nhá Hình 2.37: HìnhCÇu 3.21 Cầu tổn hao nhỏ Với : jCx Zm Rm jCm Z1 R1 Zx Rx Z R2 ( Rx 1 ).R2 R1 ( Rm ) jCx jCm R2 Rx R1 Rm Rx R2 R1 Cx Cm Cx R1 Rm R2 R2 Cm R1 3.3.2.Cầu đo tụ điện có tổn hao lớn Khi tụ có tổn hao lớn người ta biểu diễn dạng tụ điện lý tưởng mắc song song với điện trở Cầu cân ta có điều kiện: Cx ZX.Z2=Z1.Zm R1 Với: Rx Rx jCx Zx 1 / Rx jCx Rx jCx Rm jCm Zm 1 / Rm jCm Rm jCm Uo ~ Rm R2 Cm Hình 2.38: ®o tơ ®iƯnđocãtụtỉn haotổn lín HìnhCÇu 3.22 Cầu điện hao lớn Z1 = R1 54 Z2 = R2 R R1 1 jCx jCm Rx Rm 1 ( jCx).R1 R2 ( jCm) Rx Rm R Rx Rm R2 R1 R2 Rx Rm R1 Cx R2 Cm Cx R2 Cm R1 BÀI TẬP Đo điện trở: Trình tự thực sau: Bƣớc 1: Khảo sát máy đo Quan sát kết cấu máy đo, xác định thang đo, vạch đọc Vẽ lại kết cấu ngồi với đầy đủ thích Thuyết minh thu gọn cách đọc số đo ứng với thang đo, vạch đọc cụ thể Bƣớc 2: Tiến hành đo Lắp điện trở lên bảng thực tập hình Chuẩn bị máy đo để đo điện trở Đo đọc giá trị điện trở + Đo điểm a-b; c-d ; e-f ; + Ghi kết vào bảng Đo điện trở mắc song song + Nối tắt b-d, a-c để tạo điện trở mắc song song hình + Đo điểm nối tắt + Ghi kết vào bảng Đo điện trở mắc nối tiếp + Hở mạch a-c; e-g để tạo điện trở mắc nối tiếp hình + Đo điểm vừa hở mạch + Ghi kết vào bảng 55 Đo nhiều điện trở mắc nối tiếp, mắc song song + Thực tương tự bước bước số điện trở nối tiếp song song 3, + Kết ghi vào bảng Nhận xét kết thí nghiệm + Đối chiếu kết thực nghiệm lý thuyết cho nhận xét sai số phép đo + Cho biết phương pháp làm hạn chế sai số a R1 b a R1 b a c R2 d c R2 d c R2 d e R3 f e R3 f e R3 f g R4 h g R4 h g R4 h i Ri j i Ri j i Ri j Hình Hình R1 b Hình Bảng R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R8 R10 R11 R12 Bảng R1// R2 R3//R4 R5//R6 R7//R8 R9//R10 R11//R12 R3+R4 R5+R6 R7=R8 R9+R10 R11+R12 Bảng R1+R2 56 Bảng R1+R2+R R1+ R1//R2//R R1// 57 ... dụng Cơ cấu đo từ điện 1 Cơ cấu đo điện từ 1 Cơ cấu đo điện động 1 Cơ cấu đo cảm ứng 2 Bài Đo dòng điện, điện áp Đo dòng điện Đo điện áp Đo điện trở Đo điện cảm 1 Đo điện dung 1 18 12 Bài Đo điện. .. tầm đo (1mA), tầm đo (10 mA), tầm đo (10 0mA) Giải: + Ở tầm đo (1mA): 28 Áp dụng cơng thức ta có: Rct 10 00 52,6() nI1 10 3 ? ?1 50 .10 6 Rs1 R1 R2 R3 + Ở tầm đo (10 mA): Áp dụng công. .. 2.2 Đo điện áp xoay chiều 35 BÀI ĐO ĐIỆN TRỞ, ĐIỆN CẢM, ĐIỆN DUNG 38 Đo điện trở 38 1. 1 Đo điện trở gián tiếp 38 1. 2 Cầu đo điện trở 39 1. 3 Đo điện