1. Trang chủ
  2. » Kỹ Thuật - Công Nghệ

Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi

57 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Giáo trình Đo Lường Điện
Trường học Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Chuyên ngành Điện công nghiệp
Thể loại giáo trình
Định dạng
Số trang 57
Dung lượng 1,64 MB

Cấu trúc

  • BÀI 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN (5)
    • 1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN (5)
    • 1.2. CÁC SAI SỐ VÀ TÍNH SAI SỐ (5)
    • 1.3 CÂU HỎI ÔN TẬP (7)
  • BÀI 2: CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG (8)
    • 2.1. KHÁI NIỆM VỀ CƠ CẤU ĐO (8)
    • 2.2. CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO (8)
    • 2.3 CÂU HỎI ÔN TẬP (13)
      • 2.3.1. Câu hỏi lý thuyết (13)
      • 2.3.2 Bài tập thực hành (14)
  • BÀI 3:. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN (15)
    • 3.1. ĐO ĐẠI LƯỢNG U, I (15)
    • 3.2. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG R, L, C (23)
    • 3.3. ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG TẦN SỐ, CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG (26)
    • 3.3 CÂU HỎI ÔN TẬP (33)
  • BẢI 4: SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG (36)
    • 4.1. SỬ DỤNG VOM, MΩ (36)
    • 4.2. SỬ DỤNG AMPE KÌM, OSC (38)
      • 4.2.1. Sử dụng Ampe kìm (38)
    • 4.3. SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG (49)
    • 5. CÂU HỎI ÔN TẬP (52)
      • 5.1 Câu hỏi lý thuyết (52)
      • 5.2 Bài tập thực hành (53)

Nội dung

Giáo trình Đo lường điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về đo lường điện; Các loại cơ cấu đo thông dụng; Đo các đại lượng điện cơ bản; Sử dụng các loại máy đo thông dụng. Mời các bạn cùng tham khảo!

ĐẠI CƯƠNG VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN

KHÁI NIỆM VỀ ĐO LƯỜNG ĐIỆN

Đo lường là quá trình đánh giá định lượng một đại lượng để thu được kết quả dưới dạng số, so với đơn vị đo Kết quả đo lường (Ax) được xác định bằng tỉ số giữa đại lượng cần đo (X) và đơn vị đo (Xo).

Kết quả đo được biểu diễn dưới dạng: A X 0

Trong đó: X - đại lượng đo

A - con số kết quả đo

Phép đo được xác định qua phương trình cơ bản X = Ax Xo, trong đó X là đại lượng cần đo và Xo là đại lượng tham chiếu Để thực hiện phép đo, X phải có tính chất có thể so sánh được; nếu không, cần chuyển đổi thành đại lượng có thể so sánh.

CÁC SAI SỐ VÀ TÍNH SAI SỐ

1.2.1 Khái niệm về sai số

Ngoài sai số của dụng cụ đo, việc thực hiện quá trình đo cũng gây ra nhiều sai số Nguyên nhân của những sai số này gồm:

- Phương pháp đo được chọn

- Mức độ cẩn thận khi đo

Kết quả đo lường thường không chính xác do sự tồn tại của sai số, được gọi là sai số của phép đo Để đạt được kết quả chính xác, cần xem xét các điều kiện đo trước khi thực hiện và chọn phương pháp đo phù hợp Sau khi đo xong, việc gia công kết quả thu được là cần thiết để xác định giá trị chính xác hơn.

* Sai số tuyệt đối, sai số tương đối, sai số hệ thống

- Sai số của phép đo: là sai số giữa kết quả đo lường so với giá trị chính xác của đại lượng đo

Giá trị thực Xth của đại lượng đo là giá trị xác định với độ chính xác nhất định, thường thông qua các dụng cụ mẫu có độ chính xác cao hơn so với dụng cụ đo đang được sử dụng.

Giá trị chính xác của đại lượng đo thường không được biết trước, do đó, khi đánh giá sai số của phép đo, người ta thường sử dụng giá trị thực Xth của đại lượng đó.

Đánh giá kết quả phép đo thường chỉ mang tính chất gần đúng, và việc xác định sai số của phép đo là nhiệm vụ cơ bản trong đo lường học Sai số có thể được phân loại theo cách thể hiện bằng số, nguồn gốc gây ra sai số, hoặc theo quy luật xuất hiện của chúng.

Sai số hệ thống là thành phần sai số trong phép đo mà luôn giữ nguyên hoặc thay đổi theo một quy luật nhất định khi thực hiện nhiều lần đo một đại lượng.

Qui luật thay đổi có thể là một phía (dương hay âm), có chu kỳ hoặc theo một qui luật phức tạp nào đó

Sai số hệ thống không đổi có thể bao gồm các yếu tố như sai số do khắc độ thang đo bị lệch và sai số do hiệu chỉnh dụng cụ đo không chính xác, chẳng hạn như việc chỉnh đường tâm ngang sai trong dao động ký.

Sai số hệ thống thay đổi có thể xuất phát từ sự dao động của nguồn cung cấp, chẳng hạn như pin yếu hoặc ổn áp không tốt Ngoài ra, sai số cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như trường điện từ.

Hình 2.1 Sai số hệ thống do khắc vạch là 1 độ - khi đọc cần hiệu chỉnh thêm 1 độ

1.2.3 Phương pháp tính sai số

Dựa vào lượng lớn các giá trị đo được, có thể xác định quy luật thay đổi của sai số ngẫu nhiên thông qua các phương pháp toán học thống kê và lý thuyết xác suất Nhiệm vụ của việc tính toán sai số ngẫu nhiên là xác định giới hạn thay đổi của sai số trong các kết quả đo lặp lại, từ đó loại bỏ những phép đo có sai số ngẫu nhiên vượt quá giới hạn cho phép.

Sai số ngẫu nhiên trong các phép đo đại lượng vật lý thường tuân theo luật phân bố chuẩn (Gauxơ-Gauss) Khi sai số ngẫu nhiên vượt quá một ngưỡng nhất định, xác suất xuất hiện của nó gần như bằng không, dẫn đến việc các kết quả đo có sai số này sẽ bị loại bỏ.

* Xử lý kết quả đo: những kết quả đo nào có sai số dư vi nằm ngoài khoảng   1 ,  2  sẽ bị loại

1.2.4 Các phương pháp hạn chế sai số

Một nhiệm vụ quan trọng trong phép đo chính xác là phân tích và loại trừ sai số hệ thống Mặc dù việc phát hiện sai số này có thể phức tạp, nhưng một khi đã xác định được, việc loại bỏ chúng sẽ trở nên dễ dàng hơn.

* Việc loại trừ sai số hệ thống có thể tiến hành bằng cách:

- Chuẩn bị tốt trước khi đo: phân tích lý thuyết; kiểm tra dụng cụ đo trước khi sử dụng; chuẩn bị trước khi đo; chỉnh "0" trước khi đo…

- Quá trình đo có phương pháp phù hợp: tiến hành nhiều phép đo bằng các phương pháp khác nhau; sử dụng phương pháp thế…

Sau khi thực hiện đo lường, việc xử lý kết quả là rất quan trọng Để loại bỏ sai số, có thể áp dụng phương pháp bù sai số ngược dấu Cách này cho phép điều chỉnh một lượng hiệu đổi bằng cách đưa vào một hệ số hiệu chỉnh hoặc một lượng hiệu chỉnh tương ứng.

+ Lượng hiệu chỉnh: là giá trị cùng loại với đại lượng đo được đưa thêm vào kết quả đo nhằm loại sai số hệ thống

+ Hệ số hiệu chỉnh: là số được nhân với kết quả đo nhàm loại trừ sai số hệ thống

Trong thực tế, không thể loại bỏ hoàn toàn sai số hệ thống Để giảm thiểu ảnh hưởng của sai số hệ thống, có thể chuyển đổi nó thành sai số ngẫu nhiên.

* Xử lý kết quả đo

Sai số của phép đo bao gồm hai thành phần chính: sai số hệ thống θ, có thể không đổi hoặc thay đổi theo quy luật, và sai số ngẫu nhiên Δ, thay đổi một cách ngẫu nhiên không theo quy luật Hai loại sai số này xuất hiện đồng thời trong quá trình đo, và sai số phép đo ΔX được tính bằng tổng của chúng: ΔX = θ + Δ Để đạt được kết quả gần nhất với giá trị thực của đại lượng đo, cần thực hiện nhiều lần đo và tiến hành gia công kết quả đo.

Sau n lần đo sẽ có n kết quả đo x1, x2, , xn là số liệu chủ yếu để tiến hành gia công kết quả đo

* Loại trừ sai số hệ thống

Việc loại trừ sai số hệ thống sau khi đo được tiến hành bằng các phương pháp

- Sử dụng cách bù sai số ngược dấu

- Đưa vào một lượng hiệu chỉnh hay một hệ số hiệu chỉnh

CÂU HỎI ÔN TẬP

Cho biết các phương pháp sử dụng trong đo lường điện Các loại sai số trong đo lường điện? Cho ví dụ

Anh/chị hãy trình bày những yêu cầu về điện trở khi đo dòng và áp

Trình bày nguyên lý đo điện áp bằng phương pháp so sánh.

CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO THÔNG DỤNG

KHÁI NIỆM VỀ CƠ CẤU ĐO

Cơ cấu đo là thành phần cơ bản để tạo nên các dụng cụ và thiết bị đo lường ở dạng tương tự (analog) và hiện số Digitans

Dụng cụ đo biến đổi thẳng ở dạng tương tự (analog) chuyển đổi các đại lượng cần đo như điện áp, dòng điện, tần số, và góc pha thành góc quay α của phần động so với phần tĩnh, thực hiện quá trình chuyển đổi từ năng lượng điện từ sang năng lượng cơ học.

Từ đó có biểu thức quan hệ:

 = với X là đại lượng điện

Các cơ cấu chỉ thị được sử dụng phổ biến trong các thiết bị đo lường, bao gồm dòng điện, điện áp, công suất, tần số, góc pha và điện trở của mạch điện một chiều và xoay chiều tần số công nghiệp.

Số (Digitans) là một hệ thống chỉ thị số sử dụng các kỹ thuật điện tử và máy tính để chuyển đổi và hiển thị các đại lượng đo lường.

Có nhiều loại thiết bị hiện số khác nhau như: đèn sợi đốt, đèn điện tích, LED 7 thanh, màn hỡnh tinh thể lỏng LCD, màn hình cảm ứng…

CÁC LOẠI CƠ CẤU ĐO

2.2.1 Cơ cấu đo từ điện

* lôgômét từ điện (Permanent Magnet Moving Coil) a) Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:

Phần tĩnh của hệ thống bao gồm nam châm vĩnh cửu, mạch từ với cực từ và lõi sắt, tạo thành một mạch từ kín Giữa cực từ và lõi sắt có khe hở không khí, được gọi là khe hở làm việc, nơi đặt khung quay để thực hiện chuyển động.

Phần động của thiết bị bao gồm khung dây quay 5 được quấn bằng dây đồng, gắn vào trục quay hoặc dây căng, dây treo Trên trục quay, có hai lò xo cản 7 mắc ngược nhau, cùng với kim chỉ thị 2 và thang đo 8.

Hình 2.1 minh họa cơ cấu chỉ thị từ điện, trong đó nguyên lý làm việc chung cho thấy khi dòng điện chạy qua khung dây 5 (phần động), nó sẽ chịu tác động của từ trường từ nam châm vĩnh cửu 1 (phần tĩnh), tạo ra mômen quay Mq Mômen quay này khiến khung dây lệch khỏi vị trí ban đầu một góc α, và được tính theo biểu thức: q =.

= B.S.W.I với B: độ từ cảm của nam châm vĩnh cửu

W: số vòng dây của khung dây

Tại vị trí cân bằng, mômen quay bằng mômen cản:

Với cơ cấu chỉ thị cụ thể do các hằng số B, S, W, D, góc lệch α tỷ lệ thuận với dòng điện I chạy qua khung dây Từ biểu thức (5.1), có thể rút ra rằng cơ cấu chỉ thị từ điện có những đặc tính cơ bản quan trọng.

- Chỉ đo được dòng điện một chiều

- Đặc tính của thang đo đều

Cảm biến này nổi bật với độ chính xác cao và khả năng chống lại ảnh hưởng của từ trường bên ngoài, nhờ vào việc sử dụng nam châm vĩnh cửu Bên cạnh đó, công suất tiêu thụ thấp giúp giảm thiểu tác động đến chế độ hoạt động của mạch đo Đặc biệt, thiết bị có độ cản dịu tốt và thang đo đều, nhờ vào góc quay tuyến tính theo dòng điện.

Nhược điểm của thiết bị này bao gồm quy trình chế tạo phức tạp, khả năng chịu quá tải kém do kích thước cuộn dây của khung quay nhỏ, độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ, và chỉ có khả năng đo dòng điện một chiều.

- Ứng dụng: cơ cấu chỉ thị từ điện dùng để chế tạo ampemét vônmét, ômmét nhiều thang đo và có dải đo rộng; độ chính xác cao (cấp 0,1 ÷ 0,5)

+ Chế tạo các loại ampemét, vônmét, ômmét nhiều thang đo, dải đo rộng

Chúng tôi chế tạo các loại điện kế có độ nhạy cao, có khả năng đo dòng điện lên đến 10^-12A và điện áp đến 10^-4V Sản phẩm của chúng tôi cũng có thể đo điện lượng và phát hiện sự lệch điểm không trong mạch cần đo hoặc trong điện thế kế.

Sử dụng trong các mạch dao động ký ánh sáng, thiết bị này cho phép quan sát và ghi lại các giá trị tức thời của dòng áp và công suất, với tần số có thể lên đến 15kHz Nó cũng được ứng dụng trong việc chế tạo các đầu rung.

+ Làm chỉ thị trong các mạch đo các đại lượng không điện khác nhau

+ Chế tạo các dụng cụ đo điện tử tương tự: vônmét điện tử, tần số kế điện tử, pha kế điện tử…

Lôgômét từ điện là một thiết bị chỉ thị dùng để đo tỉ số hai dòng điện, hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như cơ cấu chỉ thị điện từ Tuy nhiên, điểm khác biệt chính là lôgômét không sử dụng lò xo cản mà thay vào đó là một khung dây thứ hai, tạo ra mômen có hướng ngược lại với mômen quay của khung dây đầu tiên Để đo được dòng và áp xoay chiều, lôgômét này thường được kết hợp với các bộ biến đổi khác như chỉnh lưu và cảm biến cặp nhiệt.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc đặt phần động trong khe hở của từ trường của nam châm vĩnh cửu, với hai khung quay được bố trí lệch nhau một góc δ (từ 30° đến 90°) Hai khung dây này được kết nối với một trục chung, và dòng điện I1 và I2 được cung cấp cho các khung dây thông qua các dây dẫn không tạo mômen.

- Dòng I1 sinh ra mômen quay Mq:

- Dòng I2 sinh ra mômen cản Mc:

M = 2 2 với Ф1, Ф2: từ thông của nam châm móc vòng qua các khung dây, thay đổi theo α

Dấu của Mq và Mc ngược nhau, với các giá trị cực đại của mômen lệch nhau góc δ Trong trạng thái cân bằng, đặc tính cơ bản cho thấy góc lệch α tỉ lệ với tỉ số của hai dòng điện đi qua các khung dây Lôgômét từ điện được ứng dụng rộng rãi để đo điện trở, tần số và các đại lượng không điện.

2.2.2 Cơ cấu đo điện từ

* lôgômét điện từ a) Cấu tạo chung: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:

- Phần tĩnh: là cuộn dây 1 bên trong có khe hở không khí (khe hở làm việc)

Phần động của thiết bị bao gồm lõi thép 2 được gắn trên trục quay 5, cho phép lõi thép quay tự do trong khe làm việc của cuộn dây Trên trục quay, các bộ phận như bộ cản dịu không khí 4, kim chỉ 6 và đối trọng 7 được lắp đặt, cùng với lò xo cản 3 và bảng khắc độ 8, tạo nên một hệ thống hoạt động hiệu quả.

Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ bao gồm cuộn dây tĩnh và lõi thép động Khi dòng điện I chạy vào cuộn dây 1, nó tạo ra nam châm điện, hút lõi thép 2 vào khe hở không khí Cơ cấu này hoạt động dựa trên nguyên lý tạo ra mômen quay, với các đặc tính chung đáng chú ý.

Góc quay α tỉ lệ với bình phương của dòng điện, điều này có nghĩa là nó không phụ thuộc vào chiều của dòng điện Do đó, góc quay này có thể được đo trong cả mạch xoay chiều và mạch một chiều.

- Thang đo không đều, có đặc tính phụ thuộc vào tỉ số dL/dαlà một đại lượng phi tuyến

- Cản dịu thường bằng không khí hoặc cảm ứng

- Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, tin cậy, chịu được quá tải lớn

Nhược điểm của thiết bị đo điện là độ chính xác không cao, đặc biệt khi đo ở mạch một chiều có thể dẫn đến sai số do hiện tượng từ trễ và từ dư Thiết bị này có độ nhạy thấp và dễ bị ảnh hưởng bởi từ trường ngoài, nhất là khi dòng điện nhỏ Ứng dụng của nó chủ yếu trong việc chế tạo ampemét và vônmét cho mạch xoay chiều tần số công nghiệp với độ chính xác từ cấp 1 đến 2, nhưng ít được sử dụng trong các mạch có tần số cao.

2.2.3 Cơ cấu đo điện động

* lôgômét điện động a) Cấu tạo chung: như hình 2.4: gồm hai phần cơ bản: phần tĩnh và phần động:

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Anh/chị hãy trình bày các phương pháp mở rộng giới hạn đo khi đo điện áp

2 Trình bày các phương pháp mở rộng thang đo cho ampemet một chiều

3 Trình bày các phương pháp mở rộng thang đo cho ampemet xoay chiều

4 Trình bày nguyên lý làm việc của điện thế kế tự động tự ghi

5 Nguyên lý làm việc của Volmet số chuyển đổi thời gian Viết biểu thức quan hệ giữa Ux cần đo và số xung đếm được

6 Hệ số máy biến dòng là gì? Tại sao trên máy biến dòng có quy định số vòng dây phía sơ cấp?

1 Một cơ cấu chỉ thị từ điện cú giỏ trị giới hạn đo là Imax = IA = 50àA , điện trở trong của cơ cấu chỉ thị là Rct = 300 Ohm Tính các giá trị của các điện trở shunt để tạo hành một ampe kế có các thang đo lần lượt là 100mA, 1A và 10A

2 Một miliampe kế từ điện có thang đo 150 vạch với giá trị độ chia là

Để tính giá trị Rs mở rộng giới hạn đo cho miliampe kế với C = 0.1mA và Rct = 100 Ohm, chúng ta cần xác định các dòng điện tối đa là 1A, 2A và 3A Đối với dòng 1A, Rs cần được tính toán để đảm bảo miliampe kế có thể đo chính xác Tương tự, với các dòng 2A và 3A, giá trị Rs cũng cần được điều chỉnh phù hợp để mở rộng giới hạn đo Việc tính toán đúng giá trị Rs là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ chính xác của thiết bị đo.

3 Một ampe kế có 3 thang đo với các điện trở shunt R1=0,05Ohm; R2=0,45Ohm;

R3=4,5 Ohm mắc nối tiếp RCT = 1k Ohm; ICT = 50àA

Hãy xác định các thang đo của Ampe kế trên

4 Một ampe kế từ điện có dòng điện cực đại chạy qua cơ cấu chỉ thị là 0,1mA; điện trở trong của cơ cấu chỉ thị RCT = 99Ohm Điện trở shunt RS = 1 Ohm Xác định dòng điện đo được khi kim của ampe kế ở vị trí:

5 Tính toán các điện trở phụ được mắc nối tiếp với cơ cấu chỉ thị để tạo thành voltmet có 4 thang đo: 50V, 100V, 250V, 500V Biết: cơ cấu chỉ thị có điện trở 1k, điện áp định mức của cơ cấu chỉ thị là 10V

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN

ĐO ĐẠI LƯỢNG U, I

Dụng cụ được sử dụng để đo dòng điện gọi là ampe kế hay ampemet

Ampe kế có nhiều loại khác nhau, nếu chia theo kết cấu ta có:

Hình 1.1: Đồng hồ số và kim

Nếu chia theo loại chỉ thị ta có:

+ Ampe kế chỉ thị số (Digital)

+ Ampe kế chỉ thị kim (kiểu tương tự /Analog)

Hình bên là hai loại đồng hồ vạn năng số và kim Nếu chia theo tính chất của đại lượng đo, ta có:

* Yêu cầu đối với dụng cụ đo dòng điện là:

- Công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt, điện trở của ampe kế càng nhỏ càng tốt và lý tưởng là bằng 0

- Làm việc trong một dải tần cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo

- Mắc ampe kế để đo dòng phải mắc nối tiếp với dòng cần đo (hình dưới)

Hình 1.2: Dùng đồng hồ số đo dòng điện

Ampe kế một chiều hoạt động dựa trên cơ cấu chỉ thị từ điện, trong đó độ lệch của kim tỉ lệ thuận với dòng điện chạy qua cuộn động Tuy nhiên, độ lệch kim do dòng điện nhỏ tạo ra và cuộn dây quấn bằng dây có tiết diện nhỏ, dẫn đến khả năng chịu dòng kém Dòng cho phép qua cơ cấu thường nằm trong khoảng 10^-4 đến 10^-2 A, với điện trở của cuộn dây từ 20Ω đến 2000Ω và các cấp chính xác 1,1; 1; 0,5; 0,2; và 0,05 Để tăng khả năng chịu dòng cho cơ cấu, người ta thường mắc thêm điện trở song song với cơ cấu chỉ thị.

I CT n= I gọi là hệ số mở rộng thang đo của ampe kế

Hình 3.3: Mắc thêm điện trở sun song song với cơ cấu chỉ thị

I là dòng cần đo và ICT là dòng cực đại mà cơ cấu chịu đựng được (độ lệch cực đại của thang đo)

Khi đo dòng điện nhỏ hơn 30A, điện trở sun được tích hợp trong vỏ ampe kế Đối với dòng điện lớn hơn 30A, điện trở sun cần được sử dụng như một phụ kiện kèm theo Khi ampe kế có nhiều thang đo, cách mắc điện trở sun sẽ được điều chỉnh phù hợp với từng thang đo.

Điện trở sun được chế tạo từ Manganin có độ chính xác cao hơn ít nhất một cấp so với cơ cấu đo Cuộn dây động của cơ cấu chỉ thị sử dụng dây đồng mảnh, dẫn đến sự thay đổi đáng kể của điện trở khi nhiệt độ môi trường biến động Ngoài ra, nhiệt độ cũng tăng lên do dòng điện chạy qua cuộn dây trong quá trình làm việc Để giảm thiểu ảnh hưởng của sự thay đổi điện trở cuộn dây do nhiệt độ, người ta thường lắp thêm điện trở bù bằng Manganin hoặc Constantan.

Dưới đây là ví dụ thực tế của một sơ đồ mắc điện trở sun của một dụng cụ đo cả dòng và áp

B Ampemet xoay chiều Để đo cường độ dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp người ta thường sử dụng ampemet từ điện chỉnh lưu, ampemet điện từ, và ampemet điện động

Là dụng cụ đo dòng điện xoay chiều kết hợp giữa cơ cấu chỉ thị từ điện và mạch chỉnh lưu bằng diode

Biến áp sử dụng là loại biến áp dòng có số vòng dây của cuộn sơ cấp và thứ cấp là

W1 và W2 Khi đó tỉ số dòng thứ cấp trên dòng sơ cấp được tính bằng:

Kim chỉ thị dừng ở vị trí chỉ dòng trung bình qua cuộn dây động RL được chọn để gánh phần dòng dư thừa giữa I2tb và Ict

Mối quan hệ giữa dòng đỉnh IP, dòng trung bình Itrb và dòng trung bình bình phương Irms của sơ đồ mạch chỉnh lưu cầu như sau: p tb I

Chú ý: Giá trị dòng mà kim chỉ thị dừng là giá trị dòng trung bình nhưng thang khắc độ thường theo giá trị rms

Ampemet chỉnh lưu có độ chính xác không cao, thường dao động từ 1 đến 1,5, do hệ số chỉnh lưu thay đổi theo nhiệt độ và tần số Để cải thiện độ chính xác, có thể áp dụng sơ đồ bù sai số cho việc đo nhiệt và đo tần số cho ampe kế chỉnh lưu.

Hình b: Ampe kế chỉnh lưu

Thường được sử dụng để đo dòng điện ở tần số 50Hz và cao hơn (400 –2.000Hz) với độ chính xác khá cao (cấp 0,5 – 0,2)

Khi dòng điện đo nhỏ hơn 0,5A người ta mắc nối tiếp cuộn tĩnh và cuộn động còn khi dòng lớn hơn 0,5A thì mắc song song như (hình sau)

Các điện trở và cuộn dây (L3, R3), (L4, R4) được sử dụng để bù sai số do nhiệt và tần số, thường được làm bằng manganin hoặc constantan Điều này giúp đảm bảo dòng qua hai cuộn tĩnh và cuộn động luôn trùng pha nhau.

Máy đo điện động cho giá trị rms do độ lệch tỉ lệ với I2, cho phép người dùng đọc giá trị dòng điện một chiều tương đương Giá trị rms của dòng xoay chiều tương đương với trị số dòng một chiều, do đó có thể sử dụng thang đo của dụng cụ để xác định dòng một chiều hoặc dòng xoay chiều rms.

Dụng cụ đo dòng điện hoạt động dựa trên cơ cấu chỉ thị điện từ, trong đó mỗi cơ cấu được thiết kế với số ampe vòng xác định, với I.W là một hằng số.

Khi đo dòng có giá trị nhỏ người ta mắc các cuộn dây nối tiếp và khi đo dòng lớn người ta mắc các cuộn dây song song

Dụng cụ này kết hợp chỉ thị từ điện với cặp nhiệt điện, trong đó cặp nhiệt điện gồm hai thanh kim loại khác loại được hàn tại một đầu, gọi là điểm làm việc (nhiệt độ t1) Hai đầu còn lại kết nối với milivonkế, được gọi là đầu tự do (nhiệt độ t0).

Khi nhiệt độ đầu làm việc t1 khác nhiệt độ đầu tự do t0 thì cặp nhiệt sẽ sinh ra sức điện động

Như vậy kết quả hiển thị trên milivon kế tỉ lệ với dòng cần đo

Vật liệu để chế tạo cặp nhiệt điện có thể lả sắt – constantan; đồng – constantan; crom – alumen và platin – rodi

Ampemet nhiệt điện gặp vấn đề lớn do tiêu hao công suất và khả năng chịu quá tải kém, tuy nhiên, nó có khả năng đo ở dải tần rất rộng, từ một chiều đến hàng MHz.

Thông thường để tăng độ nhạy của cặp nhiệt, người ta sử dụng một bộ khuếch đại áp như sơ đồ dưới đây:

Để đo giá trị điện áp của nguồn xoay chiều, người ta sử dụng nguyên tắc tương tự như đo nhiệt độ, vì nhiệt độ đo được tỉ lệ với dòng điện qua điện trở nhiệt, và dòng điện này lại tỉ lệ với điện áp trên hai đầu điện trở Do đó, giá trị điện áp có thể xác định thông qua giá trị nhiệt độ Đây là nguyên tắc cơ bản trong việc chế tạo Vônkế nhiệt điện.

3.1.2 Đo điện áp a Mở đầu

Dụng cụ dùng để đo điện áp gọi là Vôn kế hay Vôn met (Voltmeter)

Ký hiệu là: V Khi đo điện áp bằng Vôn kế thì Vôn kế luôn được mắc song song với đoạn mạch cần đo như hình dưới đây:

Hình a: Mạch đo điện áp

- Khi chưa mắc Vôn kế vào điện áp rơi trên tải là: t ng t t R

- Khi mắc Vôn kế vào điện áp rơi trên tải là: e ng e

Vậy sai số của phép đo điện áp bằng Vônkế là:

−  Như vậy, muốn sai số nhỏ thì yêu cầu Rv phải càng lớn càng tốt và lý tuởng là Rv ≈ ∞?

Uv = (1+ γ u ).Ut Để đo điện áp của một phần tử nào đó người ta mắc Vôn kế như hình dưới:

Hình b: Dùng đồng hồ số đo điện áp a.Vôn kế một chiều

Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ đo TĐNCVC cho thấy rằng độ lệch của nó tỉ lệ với dòng điện qua cuộn dây động Dòng điện này lại tỉ lệ với điện áp trên cuộn dây, do đó thang đo của máy có thể chia để chỉ điện áp Vôn kế thực chất là một ampe kế với dòng rất nhỏ và điện trở lớn Điện áp định mức của chỉ thị vào khoảng 50 – 75mV, vì vậy cần nối tiếp nhiều điện trở phụ (hay còn gọi là điện trở nhân) với chỉ thị để tăng khoảng đo của Vôn kế.

Vôn kế nhiều thang đo thì các điện trở phụ được mắc như sau:

Sơ đồ mắc nối tiếp:

Trong đó: b.Vôn kế xoay chiều

* Vôn kế từ điện đo điện áp xoay chiều

Khi sử dụng cơ cấu từ điện, dụng cụ cần có tính phân cực và phải được mắc đúng để đảm bảo độ lệch dương trên thang đo Khi dòng xoay chiều với tần số rất thấp, khoảng 0,1Hz hoặc thấp hơn, chạy qua dụng cụ TĐNCVC, kim sẽ chỉ theo giá trị tức thời của dòng Khi giá trị dòng tăng theo chiều dương, kim sẽ đạt giá trị cực đại rồi giảm về 0, sau đó xuống bán kỳ âm, dẫn đến việc kim bị lệch ngoài thang đo.

Khi dòng xoay chiều có tần số công nghiệp (50/60Hz) hoặc cao hơn, cơ cấu làm nhụt vụ quán tính chuyển động của cơ cấu động không thay đổi theo mức dòng tức thời Thay vào đó, kim của dụng cụ sẽ dừng ở vị trí trung bình của dòng chạy qua cuộn động Đối với sóng sin thuần tuý, kim lệch sẽ ở vị trí zero, mặc dù dòng Irms có thể có giá trị lớn và có khả năng gây hỏng dụng cụ.

Để sử dụng dụng cụ TĐNCVC như một thiết bị đo xoay chiều, cần phải sử dụng các bộ chỉnh lưu (nửa sóng hoặc toàn sóng) nhằm đảm bảo rằng các giá trị dòng điện chỉ tạo ra độ lệch dương.

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG R, L, C

A Đo điện trở bằng phương pháp gián tiếp a) Đo điện trở bằng vôn mét và am phe mét

Sơ đồ đo điện trở R theo định luật Ôm cho thấy rằng mặc dù có thể sử dụng các thiết bị đo chính xác, giá trị điện trở thu được vẫn có thể bị sai số lớn Điều này phụ thuộc vào cách mắc ampe mét và vôn mét, dẫn đến giá trị Rx đo được sẽ khác nhau Việc đo điện trở bằng ômmét là một phương pháp phổ biến để xác định giá trị này.

Ômmét loại mắc song song với cơ cấu chỉ thị có ưu điểm là đo được điện trở tương đối nhỏ (kΩ trở lại) và điện trở vào RΩ nhỏ khi dòng điện từ nguồn cung cấp không lớn Khi Rx = ∞, dòng điện qua chỉ thị đạt giá trị lớn nhất (ICT = ICTmax), trong khi với Rx = 0, dòng điện qua chỉ thị gần như bằng 0 (ICT ≈ 0) Thang đo được khắc độ tương tự như vônmét, và để điều chỉnh thang đo của ômmét khi nguồn cung cấp thay đổi, cần sử dụng một biến trở RM và điều chỉnh tương ứng với Rx = ∞ Việc xác định Rp và RM tương tự như sơ đồ ômmét mắc nối tiếp.

Ômmét là thiết bị đo điện trở, hoạt động theo nguyên tắc chuyển đổi giữa các giới hạn đo khác nhau Để thực hiện điều này, ômmét điều chỉnh điện trở của nó, cho phép người dùng đo lường chính xác hơn trong các phạm vi khác nhau.

Để đảm bảo rằng kim chỉ thị vẫn lệch thang đo khi Rx = 0, cần phải xác định số lần nhất định cho dòng qua cơ cấu đo bằng giá trị định mức đã chọn Để mở rộng giới hạn đo của ômmét, có thể sử dụng nhiều nguồn cung cấp và các điện trở phân dòng (điện trở shunt) cho các thang cấp, với các điện trở shunt tương ứng có chất lượng tốt.

Thiết bị cú dũng chỉ thị định mức ICT 7.5àA có điện trở chỉ RTC là 3,82kΩ Biến trở 5kΩ được sử dụng để điều chỉnh zêrô ở mức bình thường Pin 1,5 V cung cấp năng lượng cho các khoảng đo Rx1, Rx100 và Rx1kΩ, trong khi pin 15V dùng cho khoảng đo Rx10kΩ Rx được kết nối vào các đầu ra của mạch (+,-).

Công tắc đo điện trở có thiết kế phần tiếp xúc động cho phép xoay theo từng nấc, cả chiều kim đồng hồ và ngược chiều kim đồng hồ Hình 5-6b minh họa cho ômmét thường được sử dụng cùng với núm điều chỉnh ômmét.

Cầu đo điện trở thường được chia thành hai loại: Cầu đơn và cầu kép(cầu wheatstone và cầu Kelvin)

Cầu đơn là thiết bị đo điện trở với độ chính xác cao, sử dụng mạch cầu hình 5-7 bao gồm hai chỉ không (CT) Thiết bị này hoạt động bằng nguồn điện một chiều Uo và sử dụng các điện trở R1, R2 để thực hiện phép đo.

R3 được chế tạo bằng điện trở Mangganin có độ ổn định và độ chính xác cao d Đo điện trở lớn

*Đo điện trở lớn bằng phương pháp gián tiếp

Phương pháp gián tiếp (vônmét và ampemét) có thể đo các điện trở lớn 10 5 ÷

Điện trở cách điện 10^10 Ω là rất quan trọng trong quá trình đo lường Để đảm bảo độ chính xác, cần loại trừ dòng điện rò qua dây dẫn hoặc cách điện của thiết bị Việc sử dụng màn chắn tĩnh điện hoặc dây dẫn bọc kim sẽ giúp ngăn chặn dòng điện rò, từ đó cải thiện hiệu suất đo.

Khi đo các điện trở rất nhỏ, một vấn đề quan trọng xuất hiện là sự tồn tại của hai thành phần điện trở: điện trở khối và điện trở rò bề mặt Trong thực tế, điện trở bề mặt và điện trở khối kết hợp lại tạo thành điện trở hiệu dụng của lớp cách điện Tuy nhiên, trong một số trường hợp, cần phải tách riêng hai điện trở này ra Để thực hiện việc tách biệt hai thành phần điện trở, người ta sử dụng các điện cực đo và cực phụ.

Khi đo điện trở cách điện, khối mạch được bố trí theo hình 5-13a, trong đó điện kế G đo dòng điện xuyên qua khối cách điện (cở àA) Đồng thời, dòng điện rò rỉ trên bề mặt vật liệu được đo qua điện cực phụ nối đất Điện trở cần đo được xác định thông qua vôn kế và điện kế G.

Nguồn điện cung cấp cho mạch đo có cỡ kilôvôn với điện trở R khoảng 1MΩ Để đo điện trở, sơ đồ mạch được bố trí như hình 5-13b, trong đó dòng điện rò trên bề mặt vật liệu được đo bằng điện kế G, trong khi dòng điện xuyên qua khối vật liệu được nối qua cự chính xuống đất Điện trở cũng được xác định thông qua vônmét và điện kế G.

Mêgômmét là thiết bị cầm tay phổ biến, được sử dụng để đo điện trở cách điện của dây cáp điện, động cơ, máy phát và biến áp điện lực.

Dụng cụ đo điện áp cao áp bao gồm một máy phát điện quay tay cung cấp điện áp 500 V hoặc 1000 V, cùng với một lôgômmét để chỉ thị Lôgômmét này có cấu tạo từ hai khung dây: một khung tạo mômen quay và một khung tạo mômen phản kháng Góc quay α của thiết bị đo tương ứng với tỷ số của hai dòng điện I1 và I2 chạy qua các khung dây W1 và W2, cùng với các điện trở R1, R2, RX và R3.

Các giá trị R1, R2, R3 và r1, r2 là hằng số, do đó góc quay α tỷ lệ với Rx và không phụ thuộc vào điện áp cung cấp Hình 5-14b minh họa sơ đồ của Mêgômmét thông dụng.

Cuộn cảm lý tưởng chỉ có điện kháng (XL=ωL) hoặc điện cảm (L), nhưng trong thực tế, các cuộn dây còn có điện trở (RL) Điện trở RL lớn hơn sẽ làm giảm độ phẩm chất của cuộn dây Độ phẩm chất Q của cuộn dây được xác định bởi tỷ số giữa điện kháng XL và điện trở RL.

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG TẦN SỐ, CÔNG SUẤT, ĐIỆN NĂNG

3.3.1 Đo tần số a Khái niệm chung

Tần số (f) là đại lượng được xác định bởi số chu kỳ lặp lại của sự thay đổi tín hiệu trong một đơn vị thời gian Đây là một trong những thông số quan trọng nhất trong quá trình dao động có chu kỳ.

Chu kỳ (Time period, Time cycle) là khoảng thời gian nhỏ nhất mà tín hiệu lặp lại giá trị của nó, được xác định bởi phương trình u(t) = u(t + T) Mối quan hệ giữa tần số và chu kỳ của tín hiệu dao động rất quan trọng trong phân tích tín hiệu.

- Tần số góc tức thời (ω): được xác định như là vi phân theo thời gian của góc pha của tín hiệu, tức là:

Tần số góc tức thời và tần số có mối quan hệ chặt chẽ, trong đó f(t) đại diện cho tần số tức thời Đối với tín hiệu dao động điều hòa, cụ thể là tín hiệu hình sin, góc pha thay đổi theo thời gian theo quy luật tuyến tính, dẫn đến tần số góc tức thời trở thành một hằng số.

→ tần số f là một đại lượng không đổi:

Khoảng tần số được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như vô tuyến điện tử, tự động hoá, vật lý thí nghiệm và thông tin liên lạc, với dải tần trải dài từ một phần Hz đến hàng nghìn GHz.

Tần số kế là một thiết bị dùng để đo tần số, đồng thời có khả năng đo tỷ số giữa hai tần số, tổng của hai tần số, khoảng thời gian và độ dài của các xung.

Việc lựa chọn phương pháp đo tần số phụ thuộc vào khoảng đo, độ chính xác yêu cầu, dạng đường cong và công suất nguồn tín hiệu Có hai phương pháp chính để đo tần số của tín hiệu điện: phương pháp biến đổi thẳng và phương pháp so sánh.

Đo tần số bằng phương pháp biến đổi thẳng được thực hiện thông qua các loại tần số kế như tần số kế cộng hưởng, tần số kế cơ điện, tần số kế tụ điện và tần số kế chỉ thị số.

Các tần số kế cơ điện tương tự, bao gồm tần số kế điện từ, điện động và sắt điện động, được sử dụng để đo tần số trong khoảng 20Hz đến 2,5kHz Những thiết bị này thường được áp dụng trong các mạch nguồn với cấp chính xác không cao, cụ thể là 0,2; 0,5; 1,5 và 2,5.

Các loại tần số kế hiện có thường bị hạn chế sử dụng do tiêu thụ công suất lớn và dễ bị rung Trong số đó, tần số kế điện dung tương tự được áp dụng để đo tần số trong dải từ 10Hz đến 500kHz, thường được sử dụng trong quá trình hiệu chỉnh và lắp ráp các thiết bị ghi âm cũng như radio.

Tần số kế chỉ thị số là thiết bị đo chính xác tần số của tín hiệu xung và tín hiệu đa hài trong dải tần từ 10Hz đến 50GHz Nó cũng được sử dụng để đo tỉ số các tần số, chu kỳ, độ dài các xung và khoảng thời gian.

Phương pháp so sánh để đo tần số được thực hiện thông qua các thiết bị như ôxilôscôp, cầu xoay chiều phụ thuộc tần số, tần số kế đổi tần và tần số kế cộng hưởng Các thiết bị này giúp xác định tần số một cách chính xác và hiệu quả.

Sử dụng OSILOSSCOPE cho phép đo tần số bằng cách đọc trực tiếp trên màn hình hoặc so sánh với tần số của máy phát chuẩn ổn định, dựa trên đường cong Lítsazua Phương pháp này hiệu quả trong việc đo tần số các tín hiệu xoay chiều hoặc tín hiệu xung trong dải tần từ 10Hz đến 20MHz.

Tần số kế trộn tần là thiết bị quan trọng trong kỹ thuật vô tuyến điện tử, được sử dụng để đo tần số của các tín hiệu xoay chiều và tín hiệu điều chế biên độ Thiết bị này có khả năng hoạt động trong dải tần từ 100kHz đến 20GHz, giúp đảm bảo độ chính xác trong việc phân tích và xử lý tín hiệu.

+ Cầu xoay chiều phụ thuộc tần số : để đo tần số trong khoảng từ 20Hz - 20kHz

Tần số kế cộng hưởng là thiết bị quan trọng dùng để đo tần số xoay chiều của tín hiệu điều chế biên độ và điều chế xung, trong khoảng từ 50kHz đến 10GHz Thiết bị này thường được sử dụng trong việc lắp đặt các thiết bị thu phát vô tuyến.

Trong những năm gần đây, tần số kế chỉ thị số đã trở nên phổ biến, được ứng dụng rộng rãi trong việc điều khiển và sử dụng kết quả đo Việc cài đặt và sử dụng thiết bị này ngày càng được cải thiện, góp phần nâng cao hiệu quả trong các lĩnh vực khác nhau.

Dưới đây sẽ tiến hành xét một số phương pháp và dụng cụ đo tần số phổ biến nhất, bao gồm:

+ Đo tần số bằng phương pháp cộng hưởng + Tần số kế điện từ

+ Cầu đo tần số + Tần số kế chỉ thị số

3.3.2 Đo công suất và điện năng (năng lượng) a Cơ sở chung về đo công suất và năng lượng

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

Pha A gồm 50 bóng đèn; pha B gồm 60 bóng đèn; pha C gồm 80 bóng đèn

Thông số mỗi bóng : P0W; Uđm"0 V

+ 01 máy hàn một pha có Uđm 80V; Iđm = 100A; cosđm 2

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Để đo năng lượng tác dụng cho hai phụ tải sử dụng sơ đồ kết hợp BI và ba công tơ một pha với điện áp định mức Uđm = 220V và dòng điện định mức Iđm = 5 A, cần xác định tỉ số biến cho máy biến dòng (KI) Việc lựa chọn tỉ số biến phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa quá trình đo lường và đảm bảo độ chính xác trong việc theo dõi năng lượng tiêu thụ.

Trong thời gian 100 giờ, tính số chỉ của mỗi công tơ cho máy hàn hoạt động 60% thời gian ở chế độ định mức và 40% thời gian ở chế độ non tải Ở chế độ định mức, máy hàn có điện áp U = Uđm, dòng điện I = 0.2Iđm và hệ số công suất cosφ = 0.4 Máy hàn được kết nối vào các pha B và C.

2 Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho lưới 3 pha cao thế Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dòng ở các pha A,C công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha B Chứng minh cách mắc công tơ trên là đúng

3 Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho lưới 3 pha cao thế Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dòng ở các pha A,B công tơ phản kháng 3 pha 3 phần tử Chứng minh cách mắc công tơ trên là đúng

4 Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

Pha A gồm 150 bóng đèn; pha B gồm 40 bóng đèn; pha C gồm 120 bóng đèn

Thông số mỗi bóng : P0w ; Uđm"0 V

+ 01 máy hàn một pha có Uđm 80V; Iđm = 100A; cosđm 2

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Để thiết lập một hệ thống đo năng lượng tác dụng cho hai phụ tải, cần vẽ sơ đồ kết hợp giữa BI và ba công tơ một pha với điện áp định mức Uđm = 220V và dòng điện định mức Iđm = 5A Trong quá trình này, việc chọn tỉ số biến cho máy biến dòng (KI) là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường năng lượng.

Để tính số chỉ của mỗi công tơ trong 100 giờ, cần lưu ý rằng máy hàn hoạt động 60% thời gian ở chế độ định mức và 40% thời gian ở chế độ non tải Trong chế độ định mức, điện áp U bằng điện áp định mức Uđm, dòng điện I bằng 0.2 lần dòng điện định mức Iđm, và hệ số công suất cosφ là 0.4 Máy hàn được kết nối vào các pha A và C.

5 Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho lưới 3 pha cao thế Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 3 phần tử, công tơ phản kháng 3 pha

2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha A

6 Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

+ 01 động cơ 3 pha có Uđm 80V; Iđm = 100A; cosđm =0.9

+ 01 máy hàn một pha có Uđm 80V; Iđm = 50A; cosđm 2

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Để đo năng lượng tác dụng cho hai phụ tải sử dụng sơ đồ kết hợp BI và hai công tơ 1 pha với điện áp định mức Uđm = 380V và dòng điện định mức Iđm = 5 A, cần lựa chọn tỉ số biến cho máy biến dòng (KI) phù hợp Sơ đồ này sẽ giúp theo dõi và quản lý năng lượng tiêu thụ hiệu quả cho cả hai phụ tải.

Trong một tháng, cần tính số chỉ của mỗi công tơ khi động cơ hoạt động ở chế độ định mức, trong khi máy hàn chỉ làm việc 60% thời gian ở chế độ định mức và 40% thời gian ở chế độ không tải với điện áp U=Uđm, dòng điện I=0.2Iđm và hệ số công suất cosφ=0.4 Máy hàn được kết nối vào các pha A và C.

SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG

SỬ DỤNG VOM, MΩ

4.1.1 Sử dụng VOM Đồng hồ vạn năng (VOM) là thiết bị đo không thể thiếu được với bất kỳ một kỹ thuật viên điện tử nào, đồng hồ vạn năng có 4 chức năng chính là Đo điện trở, đo điện áp

Đồng hồ vạn năng (VOM) là dụng cụ đo lường điện với nhiều chức năng như ampe kế, vôn kế và ôm kế, cho phép đo điện áp AC, dòng điện, và kiểm tra các linh kiện điện tử như tụ điện và bóng bán dẫn Ưu điểm của đồng hồ này là khả năng đo nhanh và kiểm tra nhiều loại linh kiện, tuy nhiên, nó có hạn chế về độ chính xác và trở kháng thấp khoảng 20K/Vol, dẫn đến hiện tượng sụt áp khi đo trong các mạch có dòng thấp Đồng hồ vạn năng điện tử, còn gọi là đồng hồ vạn năng điện tử hiện số, sử dụng linh kiện điện tử chủ động và yêu cầu nguồn điện như pin, là loại phổ biến nhất hiện nay cho công tác kiểm tra điện và điện tử, với kết quả đo được hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng.

Một vạn năng kế điện tử

Bên trong một đồng hồ vạn năng điện tử

Việc lựa chọn đơn vị đo và thang đo thường được thực hiện thông qua các nút bấm hoặc công tắc xoay với nhiều nấc, đồng thời yêu cầu cắm dây nối kim đo vào đúng lỗ Nhiều vạn năng kế hiện đại hiện nay có khả năng tự động chọn thang đo, giúp tiết kiệm thời gian và nâng cao độ chính xác trong quá trình đo lường.

Vạn năng kế điện tử còn có thể có thêm các chức năng sau:

1 Kiểm tra nối mạch: máy kêu "bíp" khi điện trở giữa 2 đầu đo (gần) bằng 0

2 Hiển thị số thay cho kim chỉ trên thước

3 Thêm các bộ khuyếch đại điện để đo hiệu điện thế hay cường độ dòng điện nhỏ, và điện trở lớn

4 Đo độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện Có ích khi kiểm tra và lắp đặt mạch điện

5 Kiểm tra diode và transistor Có ích cho sửa chữa mạch điện

6 Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt

7 Đo tần số trung bình, khuyếch đại âm thanh, để điều chỉnh mạch điện của radio

Nó cho phép nghe tín hiệu thay cho nhìn thấy tín hiệu (như trong dao động kế)

8 Dao động kế cho tần số thấp Xuất hiện ở các vạn năng kế có giao tiếp với máy tính

9 Bộ kiểm tra điện thoại

10 Bộ kiểm tra mạch điện ô-tô

11 Lưu giữ số liệu đo đạc (ví dụ của hiệu điện thế) Đồng hồ vạn năng hiển thị kim

Một vạn năng kế tương tự

Bên trong đồng hồ vạn năng thường

Loại vạn năng kế này, ra đời trước và dần bị thay thế bởi vạn năng kế điện tử, chủ yếu sử dụng Gavanô kế làm bộ phận chính Nó thường chỉ thực hiện đo các đại lượng điện học cơ bản như cường độ dòng điện, hiệu điện thế và điện trở Kết quả đo được hiển thị bằng kim chỉ trên thước hình cung, và loại vạn năng kế này có thể hoạt động mà không cần nguồn điện khi đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế.

Tính năng của thiết bị đo điện trở đất

Mô tả đặc tính kỹ thuật:

Chức năng đo: điện trở đất,điện áp xoay chiều (Grounding Voltage)

Dải đo và cấp chính xác: Điện trở đất: 3 thang đo 10/100/1000 Ohm; Cấp chính xác: +/-2.5% f.s Điện áp xoay chiều: 0 - 30 V; cấp chính xác: +/-3% f.s

Dòng đo: max :15mA AC , min : 3mA AC

Tần số đo: 575Hz hoặc 600Hz Điện áp cực mở: max 50V AC Đồng hồ đo sử dụng phương pháp sai pha xoay chiều

SỬ DỤNG AMPE KÌM, OSC

Ampe kế kìm đo cường độ dòng điện

Trong dòng điện xoay chiều, từ trường biến thiên do dòng điện tạo ra có khả năng gây cảm ứng điện từ lên một cuộn cảm gần đó Đây chính là nguyên lý hoạt động của ampe kế kìm.

- Chức năng đo: dòng và áp xoay chiều, điện trở, tần số, nhiệt độ (chọn thêm đầu đo nhiệt), kiểm tra dẫn điện…

- Có chức năng kiểm tra méo dạng sóng, đo giá trị đỉnh sóng

Slow/Peak/C.F/RMS/Record mode/Auto-off/Conduction

- Đường kính kìm mở lớn nhất: 33 mm

- Màn hình tinh thể lỏng hiển thị số và thanh hiển thị (35 vạch) giá trị

- Không cần cầu chì bảo vệ trong dải điện áp tới 600V

- Trọng lượng: 350g Đặc tính kỹ thuật:

Dải đo dòng xoay chiều (3 thang đo):

Giá trị hiệu dụng: 30 — 600A, Cấp chính xác: +/-1%rdg.+/-5dgt

Dải đo điện áp xoay chiều (2 thang đo):

Giá trị hiệu dụng: 300 — 600V, Cấp chính xác: +/-1%rdg.+/-3dgt

Tần số dòng xoay chiều: 40 — 1000Hz Đo trở kháng: 1 — 10kW Đo nhiệt độ: - 50 tới 150 o C Đo tần số: 100 — 1000Hz, +/-0,3%rdg.+/-1dgt

Kiểm tra dẫn điện: 1kW

Hệ số méo dạng sóng: 1.00 — 5.00, +/-10%rdg.+/-

Tốc độ lấy mẫu: max 2 — 4 lần/s, min 1 lần/3s

Phụ kiện kèm theo: Đầu đo: Model 9207-10 , 70cm

Phụ kiện tùy chọn: Đầu đo nhiệt độ: Model 9462 , 1.2m, -50 tới 150 o C

Ampe kìm Hioki model 3280-10 là một thiết bị đo lường đến từ Nhật Bản, nổi bật với tính năng sử dụng đơn giản và an toàn Thiết bị này có khả năng đo dòng điện, áp xoay chiều, điện trở và kiểm tra dẫn điện, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện.

• Kích thước gọn nhẹ: 57x175x16 mm

• Nguồn cung cấp cho máy: 1 pin CR2032 (3V DC)

• Đường kính mở của kìm đo: 33 mm Đặc tính kỹ thuật:

Chức năng đo Dải đo và cấp chính xác

Cấp chính xác :+/-1.5%rdg+/-5dgt Điện áp một chiều 420mV/42V/420V/600V

Cấp chính xác: +/-1.3%rdg+/-4dgt Điện áp xoay chiều (50/500Hz)

Cấp chính xác: +/-2.3%rdg+/-8dgt Điện trở 420W/4.2k/420k/4,2M/42MW

Cấp chính xác: +/-2.0%rdg+/-6dgt

Cấp chính xác: +/-2.0%rdg+/-6dgt

+ Tự động chuyển đổi thang đo, lưu giữ kết quả, cảnh báo pin

+ Màn hình hiển thị LCD 4199 digits

+ Tốc độ lấy mẫu : max 2,5 lần/s, min 1 lần/3s

+ Bảo vệ quá áp: AC V/DC V 600V

+ Đầu đo tiện dụng: Model 9209 (chỉ 1 que đo gắn vào thân máy)

4.2.2 Sử dụng Dao động ký (Oscilloscope)

Hình 4.1: Hình ảnh máy hiện sóng điện tử

Máy hiện sóng điện tử, hay còn gọi là dao động ký điện tử, là một dụng cụ phổ biến dùng để hiển thị dạng sóng Thiết bị này chủ yếu được sử dụng để vẽ dạng tín hiệu điện theo thời gian, giúp xác định các đặc tính của tín hiệu.

Hình 4.2: Máy hiện sóng Oscilloscope và đầu dây đo

+ Giá trị điện áp và thời gian tương ứng tín hiệu

+ Tần số dao động của tín hiệu

+ Góc lệch pha giữa hai tín hiệu

+ Dạng sóng tại mỗi điểm khác nhau trên mạch điện tử

+ Thành phần của tín hiệu gồm th́ành phần một chiều và xoay chiều như thế nào

+ Trong tín hiệu có bao nhiêu th́ành phần nhiểu và nhiễu đó có thay đổi theo thời gian hay không

Máy hiện sóng là một thiết bị tương tự như máy thu hình nhưng có màn hình được chia ô và nhiều điều khiển hơn Một máy hiện sóng thông dụng bao gồm các phần như màn hình hiển thị sóng, các điều khiển cho trục X, trục Y, đồng bộ và chế độ màn hình, cùng với các kết nối cho đầu đo.

Hình 4.3: Đầu dây đo của máy hiện sòng Oscilloscope

Màn hình máy hiện sóng được chia thành 10 ô theo chiều ngang và 8 ô theo chiều dọc Trong chế độ hiển thị thông thường, máy hiện sóng thể hiện dạng sóng biến đổi theo thời gian, với trục đứng Y đại diện cho điện áp và trục ngang X đại diện cho thời gian.

Máy hiện sóng (Oscilloscope) có khả năng hiển thị các trục trên màn hình, trong đó độ chói hay độ sáng được gọi là độ chói trục Z Thiết bị này không chỉ được sử dụng trong lĩnh vực điện tử mà còn có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau Với sự hỗ trợ của các bộ chuyển đổi phù hợp, máy hiện sóng có thể đo lường hầu hết các hiện tượng vật lý Bộ chuyển đổi có vai trò quan trọng trong việc tạo ra tín hiệu điện tương ứng với các đại lượng cần đo, chẳng hạn như âm thanh, ánh sáng, độ căng, độ rung, áp suất và nhiệt độ.

Các thiết bị điện tử được chia thành hai loại chính: thiết bị tương tự và thiết bị số, trong đó máy hiện sóng cũng thuộc về hai nhóm này Máy hiện sóng tương tự (Analog oscilloscope) chuyển đổi trực tiếp tín hiệu điện thành dòng electron hiển thị trên màn hình, với điện áp làm lệch chùm electron để tạo ra dạng sóng tương ứng Ngược lại, máy hiện sóng số (Digital oscilloscope) lấy mẫu dạng sóng và sử dụng bộ chuyển đổi tương tự/số (ADC) để tái tạo lại dạng sóng dưới dạng số trên màn hình Việc chọn loại máy hiện sóng phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể.

Máy hiện sóng tương tự thường được sử dụng để hiển thị tín hiệu theo thời gian thực, cho phép theo dõi các sự kiện khi chúng xảy ra Ngược lại, máy hiện sóng số được sử dụng để lưu giữ thông tin và hình ảnh, giúp xử lý sau này hoặc in ra dạng sóng, và có khả năng kết nối với máy tính và các bộ vi xử lý Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu về máy hiện sóng tương tự, loại thiết bị phổ biến trong kỹ thuật đo lường điện tử.

4.2.2 2 Sơ đồ khối của một máy hiện sóng thông dụng

Hình 4.5: Sơ đồ khối của máy hiện sóng Oscilloscope

Tín hiệu vào được truyền qua bộ chuyển mạch AC/DC, với khoá K đóng để xác định thành phần DC và mở khi chỉ quan tâm đến thành phần AC Tín hiệu tiếp tục qua bộ phân áp, điều khiển bởi núm xoay VOLTS/DIV để điều chỉnh tỉ lệ sóng theo chiều đứng Chuyển mạch Y-POS cho phép di chuyển sóng lên hoặc xuống theo ý muốn Sau đó, tín hiệu được khuếch đại bởi bộ khuếch đại Y và đưa đến cặp điều khiển làm lệch đứng Tín hiệu từ bộ KĐ Y cũng được gửi đến khối đồng bộ để kích thích mạch tạo sóng răng cưa, từ đó điều khiển cặp làm lệch ngang Mạch có thể hoạt động ở chế độ đồng bộ ngoài bằng cách cắt tín hiệu từ khuếch đại Y và sử dụng tín hiệu ngoài Khối tạo sóng răng cưa nhận hai tín hiệu điều khiển từ núm TIME/DIV và X-POS, với TIME/DIV cho phép thay đổi tốc độ quét ngang, còn X-POS giúp di chuyển sóng theo chiều ngang để dễ quan sát.

Sau đây ta sẽ xem xét phần điều khiển, vận và các ứng dụng thông dụng nhất của một máy hiện sóng

4.2.2 3 Thiết lập chế độ hoạt động và cách điều khiển một máy hiện sóng a Thiết lập chế độ hoạt động cho máy hiện sóng

Sau khi nối đất cho máy hiện sóng ta sẽ điều chỉnh các núm vặn hay công tắc để thiết lập chế độ hoạt động cho máy

The front panel of an oscilloscope consists of three main sections: VERTICAL (vertical control), HORIZONTAL (horizontal control), and TRIGGER (synchronization control) Additional features such as FOCUS (sharpness) and INTENSITY (brightness) may vary depending on the manufacturer, model, and type of oscilloscope.

Kết nối các đầu đo vào vị trí chính xác, thường được đánh dấu bằng ký hiệu CH1, CH2, và sử dụng kiểu đấu nối BNC Các máy hiện sóng thông thường có hai que đo cho hai kênh, cho phép màn hình hiển thị dạng sóng tương ứng với từng kênh.

Một số máy hiện sóng được trang bị chế độ AUTOSET hoặc PRESET, cho phép thiết lập lại toàn bộ phần điều khiển một cách tự động Nếu không có các chế độ này, người dùng cần tiến hành thiết lập bằng tay trước khi sử dụng máy Các bước chuẩn bị cần thực hiện như sau:

1 + Đưa tất cả các nút bấm về vị trí OUT

+ Đưa tất cả các thanh trượt về vị trí UP

+ Đưa tất cả các núm xoay về vị trí CENTRED

+ Đưa nút giảm của VOLTS/DIV, TIME/DIV, HOLD OFF về vị trí CAL (cân chỉnh)

2 Vặn VOLTS/DIV và TIME/DIV về vị trí 1V/DIV và 2s/DIV

4 Xoay Y-POS để điều chỉnh điểm sáng theo chiều đứng (điểm sáng sẽ chạy ngang qua màn hình với tốc độ chậm) Nếu vặn TIME/DIV ngược chiều kim đồng hồ (theo chiều giảm) thỡ điểm sỏng sẽ di chuyển nhanh hơn và khi ở vị trớ cở às trờn màn hỡnh sẽ là một vạch sáng thay cho điểm sáng

5 Điều chỉnh INTENS để thay đổi độ chói vệt FOCUS để thay đổi độ nét của vạch sáng trên màn hình

6 Đưa tín hiệu chuẩn để kiểm tra độ chính xác của máy đưa đầu đo tới vị trí lấy chuẩn (hoặc là từ máy phát chuẩn hoặc ngay trên máy hiện sóng ở vị trí CAL 1Vpp, 1kHz) Với giá trị chuẩn như trên nếu VOLTS/DIV ở vị trí 1V/DIV và TIME/DIV ở vị trí 1ms/DIV thì trên màn hình xuất hiện một sóng vuông có biên độ đỉnh đỉnh 1 ô trên màn hình và độ rộng xung cũng là 1 ô trên màn hình (xoay Y - POS và X - POS để đếm ô một cách chính xác)

Sau khi khôi phục các giá trị chuẩn, việc lựa chọn nút điều khiển phù hợp sẽ phụ thuộc vào chế độ làm việc cụ thể Các phần điều khiển chính cần được xác định rõ ràng để đảm bảo hiệu quả hoạt động.

+ Điều chỉnh độ sáng - INTENSITY - của dạng sóng Thông thương khi tăng tần số quét cần tăng thêm độ sáng để tiện quan sát hơn

Thực chất đây là điều chỉnh điện áp lưới

+ Điều chỉnh độ nét – FOCUS - của dạng sóng Thực chất là điều chỉnh điện áp các anot A1, A2 và A3

SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG

Máy biến điện áp chủ yếu được sử dụng trong đo lường là máy biến áp giảm áp, được thiết kế để giảm điện áp ở cuộn thứ cấp xuống khoảng 100V, giá trị này phù hợp với hầu hết các thiết bị đo.

Máy biến áp được sử dụng để chuyển đổi điện áp cao thành điện áp thấp nhằm mục đích đo lường và điều khiển, với công suất dao động từ 25 đến 1000VA Thiết bị này có dây quấn sơ nối với lưới điện và dây quấn thứ nối với các thiết bị như Vôn mét, cuộn dây áp của Watt kế, và các rơ le bảo vệ Do tổng trở Z của các dụng cụ này rất lớn, máy biến điện áp hoạt động gần như ở chế độ không tải, dẫn đến sai số trị số rất nhỏ.

Máy biến điện áp là một máy biến áp cách ly với cuộn sơ cấp có số vòng lớn và cuộn thứ cấp có ít vòng

Hình dạng bên ngoài của máy biến điện áp Đặc điểm cấu tạo của máy biến điện áp

Cấp chính xác và sai số của máy biến điện áp

A - Máy Biến Áp phân phối 1 pha 8.66-12.7/ 0.46-0.23 KV

- Chế độ làm mát : ONAN

- Chất làm mát : Dầu khoáng cách địên

- Điện áp sơ cấp : 8.66 - 12.7 KV

- Điện áp thứ cấp : 0.46 - 0.23 KV

- Vật liệu chế tạo cuộn dây: Đồng

- Màu sơn vỏ máy : Màu xám nhạt

- Nơi đặt : Trong nhà hoặc ngoài trời

* Nguyên lý làm việc của máy biến điện áp

Máy biến điện áp được thiết kế để đảm bảo rằng điện áp ở cuộn thứ cấp duy trì ổn định, ngay cả khi tải thay đổi từ không tải đến tải định mức.

Các máy biến áp điện áp thường hoạt động gần như không tải do kết nối với các thiết bị có tổng trở lớn như volt kế, cuộn áp Wat kế và cuộn áp rơle bảo vệ.

Khi sử dụng máy biến áp điện áp cần chú ý không được nối tắt mạch thứ cấp vì sẽ gây sự cố ngắn mạch lưới điện ở sơ cấp

Hầu hết các thiết bị đo lường và điều khiển dòng điện đều tuân thủ chuẩn 5A, do đó, các máy biến dòng điện được sử dụng trong các lĩnh vực này thường có dòng điện ngõ ra của cuộn thứ cấp là 5A.

Cuộn thứ cấp của máy biến dòng thường được kết nối với các thiết bị đo như ampere kế, watt kế hoặc các thiết bị tự động khác Khi sử dụng máy biến dòng để cung cấp cho nhiều thiết bị, cần phải nối tiếp các thiết bị này với nhau.

Máy biến dòng điện dùng để biến dòng điện lớn thành dòng điện nhỏ để đo lường bằng các dụng cụ đo tiêu chuẩn và điều khiển

Cấp chính xác và sai số của máy biến dòng điện

Máy biến dòng điện hoạt động tương tự như máy biến áp cách ly, bao gồm một lõi thép được cấu tạo từ các lá thép kỹ thuật điện và hai cuộn dây quấn sơ cấp cùng thứ cấp trên lõi thép Điểm nổi bật của máy biến dòng là ở tiết diện và số vòng dây quấn của cuộn sơ cấp và thứ cấp.

Cuộn dây sơ cấp của máy biến dòng thường chỉ quấn một vòng với tiết diện lớn, do phải hoạt động trong điều kiện gần như ngắn mạch Đường kính của dây quấn sơ cấp tỉ lệ thuận với công suất của máy; máy biến dòng có công suất lớn hơn sẽ có đường kính dây quấn sơ cấp lớn hơn.

Dây quấn thứ cấp của máy biến dòng có tiết diện nhỏ và có rất nhiều vòng

Sơ đồ nguyên lý máy biến dòng

Máy biến dòng điện thường có hình dạng tròn, giúp dễ dàng lắp đặt trong quá trình thi công mạng điện Hình dạng kín của máy biến dòng đảm bảo an toàn và hiệu suất trong việc truyền tải điện năng.

Hình dáng bên ngoài của máy biến dòng điện

* Nguyên lý hoạt động của máy biến dòng:

Máy biến dòng thường xuyên hoạt động gần tình trạng ngắn mạch, vì vậy việc không để máy hoạt động ở chế độ không tải là rất quan trọng Điện áp không tải phía thứ cấp của máy biến dòng có thể rất lớn, gây hỏng lớp cách điện và dẫn đến hư hại cho máy.

Máy biến dòng hoạt động trong trạng thái ngắn mạch khi kết nối với thiết bị có tổng trở nhỏ như ampe kế, cuộn dòng Wat kế và cuộn dòng rơle bảo vệ Cần lưu ý không để dây quấn thứ cấp hở mạch, vì dòng điện từ hóa sẽ tăng cao, dẫn đến lõi thép bị bảo hòa sâu, gây nóng và có nguy cơ cháy dây quấn.

Ngoài ra, suất điện động sẽ nhọn đầu gây nên điện áp cao đến hàng nghìn Volt ở thứ cấp dẫn đến không an toàn cho người sử dụng.

CÂU HỎI ÔN TẬP

1 Có thể dùng wattmet điện động để đo công suất trong mạch một chiều được không ?

2 Chứng minh rằng: Sai số khi dùng wattmet điện động để đo công suất trong mạch xoay chiều phụ thuộc vào cấu trúc của wattmet (u) và tính chất của phụ tải (tg)

3 Có thể dùng wattmet điện động để đo công suất phản kháng trong mạch một pha xoay chiều được không? Tại sao?

4 Trình bày các loại sai số và cách khắc phục sai số đo khi dùng công tơ cảm ứng 1 pha để đo năng lượng tác dụng cho mạch xoay chiều 1 pha

5 Chứng minh rằng trong mạch ba pha ba dây đối xứng P 3 pha = 3U I d d cos

6 Hãy trình bày phương pháp dùng wattmet 3 pha 2 phần tử có thể đo công suất tác dụng trong mạch 3 pha 3 dây không đối xứng

7 Hãy trình bày phương pháp dùng công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ có thể đo được năng lượng phản kháng trong mạch ba pha

8 Hãy trình bày phương pháp dùng công tơ phản kháng 3 pha 3 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ có thể đo được năng lượng phản kháng trong mạch ba pha

1 Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

Pha A gồm 50 bóng đèn; pha B gồm 60 bóng đèn; pha C gồm 80 bóng đèn

Thông số mỗi bóng : P0W; Uđm"0 V

+ 01 máy hàn một pha có Uđm 80V; Iđm = 100A; cosđm 2

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Để đo năng lượng tác dụng cho hai phụ tải, cần thiết kế sơ đồ kết hợp BI với ba công tơ một pha, có điện áp định mức Uđm = 220V và dòng điện định mức Iđm = 5A Trong quá trình thiết kế, hãy chọn tỉ số biến cho máy biến dòng (KI) phù hợp để đảm bảo độ chính xác trong việc đo lường.

Trong thời gian 100 giờ, tính số chỉ của mỗi công tơ khi máy hàn hoạt động 60% thời gian ở chế độ định mức và 40% thời gian ở chế độ non tải Ở chế độ định mức, điện áp U bằng Uđm, dòng điện I bằng 0.2Iđm và hệ số công suất cos là 0.4 Máy hàn được kết nối vào các pha B và C.

2 Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho lưới 3 pha cao thế Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dòng ở các pha

A,C công tơ phản kháng 3 pha 2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha B Chứng minh cách mắc công tơ trên là đúng

3 Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho lưới 3 pha cao thế Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 2 phần tử có cuộn dòng ở các pha A,B công tơ phản kháng 3 pha 3 phần tử Chứng minh cách mắc công tơ trên là đúng

4 Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

Pha A gồm 150 bóng đèn; pha B gồm 40 bóng đèn; pha C gồm 120 bóng đèn

Thông số mỗi bóng : P0w ; Uđm"0 V

+ 01 máy hàn một pha có Uđm 80V; Iđm = 100A; cosđm 23

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Để đo năng lượng tác dụng cho hai phụ tải sử dụng sơ đồ kết hợp BI với ba công tơ một pha có điện áp định mức Uđm = 220V và dòng điện định mức Iđm = 5 A, cần chọn tỉ số biến cho máy biến dòng (KI) phù hợp Sơ đồ này giúp theo dõi và quản lý năng lượng tiêu thụ hiệu quả hơn.

Trong 100 giờ, máy hàn hoạt động 60% thời gian ở chế độ định mức và 40% thời gian ở chế độ không tải Ở chế độ định mức, điện áp U bằng điện áp định mức (Uđm), dòng điện I bằng 0.2 lần dòng điện định mức (Iđm), và hệ số công suất cosφ là 0.4 Máy hàn được kết nối vào các pha A và C.

5 Vẽ sơ đồ kết hợp Bu; Bi và công tơ 3 pha đo năng lượng tác dụng và phản kháng cho lưới 3 pha cao thế Yêu cầu: Công tơ tác dụng 3 pha 3 phần tử, công tơ phản kháng 3 pha

2 phần tử có cuộn dây nối tiếp phụ ở pha A

6 Cho một hộ tiêu thụ điện có 2 phụ tải

+ 01 động cơ 3 pha có Uđm 80V; Iđm = 100A; cosđm =0.9

+ 01 máy hàn một pha có Uđm 80V; Iđm = 50A; cosđm 2

Biết: Nguồn 3 pha đối xứng có Ud = 380V

Để đo năng lượng tác dụng cho hai phụ tải sử dụng sơ đồ kết hợp BI và hai công tơ một pha với điện áp định mức Uđm = 380V và dòng điện định mức Iđm = 5A, cần xác định tỉ số biến cho máy biến dòng (KI) phù hợp Sơ đồ này sẽ giúp theo dõi và quản lý năng lượng tiêu thụ hiệu quả cho cả hai phụ tải.

Để tính số chỉ của mỗi công tơ trong một tháng, cần xem xét rằng động cơ hoạt động ở chế độ định mức trong toàn bộ thời gian, trong khi máy hàn chỉ hoạt động ở chế độ định mức 60% thời gian và 40% thời gian ở chế độ non tải với điện áp U = Uđm, dòng điện I = 0.2Iđm và hệ số công suất cosφ = 0.4 Máy hàn được kết nối vào các pha A và C, điều này ảnh hưởng đến việc tiêu thụ điện năng và số chỉ của công tơ.

1 Để đo được hệ số cos một pha và ba pha người ta dùng cơ cấu nào Chứng minh rằng cơ cấu đó có góc quay tỉ lệ với hệ số cos?

2 Trình bày cơ sở lý thuyết để xây dựng lên Phazomet điện tử Vẽ một sơ đồ của Phazomet điện tử đơn giản?

3 Trình bày các phương pháp đo cos gián tiếp

4 Ý nghĩa và yêu cầu của việc đo điện trở?

5 Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp gián tiếp dùng nguồn một chiều?

6 Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp so sánh với điện trở mẫu?

7 Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp trực tiếp ommet mắc nối tiếp và ommet mắc song song?

8 Trình bày cách đo điện trở bằng phương pháp dùng cầu đo (Cầu đơn và cầu kép)?

9 Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện dùng Volmet và Microampemet?

10 Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện dùng Megommet chuyên dụng ?

11 Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện của lưới và thiết bị điện khi có điện áp nguồn?

12 Trình bày phương pháp đo điện trở cách điện của lưới và thiết bị điện khi không có điện áp nguồn?

13 Trình bày cách đo điện trở cách điện của MBA một pha?

14 Trình bày cách đo điện trở cách điện của MBA ba pha?

Em hãy cho biết vì sao khi sử dụng máy biến dòng điện không được để dây quấn thứ cấp hở mạch ? Giải thích ?

16 Khi sử dụng máy biến điện áp người ta nối tắt mạch thứ cấp điện hay không ? Hãy trình bày hiện tượng xảy ra khi ta nối tắt mạch thứ cấp ?

17 Trình bày phương pháp xác định vị trí chập cáp (chạm mass)?

18 Trình bày cách đo điện trở nối đất bằng phương pháp Volmet, Ampemet?

19 Trình bày cách đo điện trở nối đất bằng dụng cụ chuyên dụng - Teromet?

20 Trình bày điều kiện cân bằng cầu xoay chiều?

21 Trình bày phương pháp đo hệ số hỗ cảm của hai cuộn dây ?

22 Trình bày cách đo điện dung của tụ điện dùng cầu xoay chiều ?

23 Trình bày cách đo điện cảm và hệ số phẩm chất cuộn dây bằng cầu xoay chiều ?

24 Trình bày nguyên lý cấu tạo của oxilo 2 tia

1 Một động cơ điện 3 pha xoay chiều có sơ đồ đấu dây như hình vẽ

+ Nêu tên các phương pháp để đo các giá trị

RA, RB, RC biết trong lý lịch

+ Biểu thức xác định cụ thể RA, RB, RC

+ Vẽ 2 sơ đồ dùng phương pháp gián tiếp, nguồn 1 chiều đo các điện trở trên

Tính sai số phụ cho mỗi sơ đồ biết RA = 0,05;

2 Một động cơ điện 3 pha xoay chiều có sơ đồ đấu dây như hình vẽ

+ Nêu tên các phương pháp để đo các giá trị

RA, RB, RC biết trong lý lịch

+ Biểu thức xác định cụ thể RA, RB, RC

+ Vẽ 2 sơ đồ dùng phương pháp gián tiếp, nguồn 1 chiều đo các điện trở trên

Tính sai số phụ cho mỗi sơ đồ biết RA = 0,25;

Ngày đăng: 21/10/2022, 19:24

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

b) Nguyên lý làm việc chung: khi có dịng điện chạy qua khung dây 5 (phần động), dưới - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
b Nguyên lý làm việc chung: khi có dịng điện chạy qua khung dây 5 (phần động), dưới (Trang 9)
Hình 2.2. Lơgơmét từ điện - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 2.2. Lơgơmét từ điện (Trang 10)
Hình 2.3. Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ. - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 2.3. Cấu tạo chung của cơ cấu chỉ thị điện từ (Trang 11)
Hình 2.4. Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 2.4. Cấu tạo của cơ cấu chỉ thị điện động (Trang 12)
a) Cấu tạo chung: như hình 2.5: gồm phần tĩnh và phần động. - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
a Cấu tạo chung: như hình 2.5: gồm phần tĩnh và phần động (Trang 12)
Bảng A. Bảng tổng kết các loại cơ cấu chỉ thị cơ điện - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
ng A. Bảng tổng kết các loại cơ cấu chỉ thị cơ điện (Trang 13)
Hình 1.1: Đồng hồ số và kim - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 1.1 Đồng hồ số và kim (Trang 15)
Hình 1.2: Dùng đồng hồ số đo dòng điện - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 1.2 Dùng đồng hồ số đo dòng điện (Trang 16)
Hình a: Ampemet chỉnh lưu - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình a Ampemet chỉnh lưu (Trang 18)
Hình a: Mạch đo điện áp - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình a Mạch đo điện áp (Trang 20)
3.1.2. Đo điện áp. a. Mở đầu  - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
3.1.2. Đo điện áp. a. Mở đầu (Trang 20)
Để đo điện áp của một phần tử nào đó người ta mắc Vơnkế như hình dưới: - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
o điện áp của một phần tử nào đó người ta mắc Vơnkế như hình dưới: (Trang 21)
Là loại dụng cụ đo trong Rx mắc song song với cơ cấu chỉ thị hình 5-5a. Ưu điểm của Ơmmét loại này lf có thể đo được điện trở tương đối nhỏ (cỡ kΩ trở lại) và điện trở vào  của  ômmét  RΩ  nhỏ  khi  dòng  điện  từ  nguồn  cung  cấp  không  lớn  lắm - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
lo ại dụng cụ đo trong Rx mắc song song với cơ cấu chỉ thị hình 5-5a. Ưu điểm của Ơmmét loại này lf có thể đo được điện trở tương đối nhỏ (cỡ kΩ trở lại) và điện trở vào của ômmét RΩ nhỏ khi dòng điện từ nguồn cung cấp không lớn lắm (Trang 23)
Cầu đơn là một thiết bị dùng để đo điện trở rất chính xác. Mạch cầu hình 5-7 gồm hai - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
u đơn là một thiết bị dùng để đo điện trở rất chính xác. Mạch cầu hình 5-7 gồm hai (Trang 24)
c. Cầu đo điện trở: - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
c. Cầu đo điện trở: (Trang 24)
Hình 3.1. sơ đồ cấu tạo của một côngtơ một pha dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 3.1. sơ đồ cấu tạo của một côngtơ một pha dựa trên cơ cấu chỉ thị cảm ứng (Trang 31)
Cấu tạo: như hình 3.1a, gồm các bộ phận chính: - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
u tạo: như hình 3.1a, gồm các bộ phận chính: (Trang 31)
Hình 3.4. Sơ đồ khối nguyên lý của côngtơ điện tử - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 3.4. Sơ đồ khối nguyên lý của côngtơ điện tử (Trang 33)
- Màn hình tinh thể lỏng hiển thị số và thanh hiển thị (35 vạch) giá trị. - Không cần cầu chì bảo vệ trong dải điện áp tới 600V - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
n hình tinh thể lỏng hiển thị số và thanh hiển thị (35 vạch) giá trị. - Không cần cầu chì bảo vệ trong dải điện áp tới 600V (Trang 39)
Hình 4.1: Hình ảnh máy hiện sóng điện tử - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 4.1 Hình ảnh máy hiện sóng điện tử (Trang 41)
Màn hình của máy hiện sóng được chia ơ, 10 ơ theo chiều ngang và 8ô theo - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
n hình của máy hiện sóng được chia ơ, 10 ơ theo chiều ngang và 8ô theo (Trang 42)
4.2.2.2. Sơ đồ khối của một máy hiện sóng thơng dụng - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
4.2.2.2. Sơ đồ khối của một máy hiện sóng thơng dụng (Trang 43)
Hình 4.5: Sơ đồ khối của máy hiện sóng Oscilloscope - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình 4.5 Sơ đồ khối của máy hiện sóng Oscilloscope (Trang 43)
Khi ấn nút DUAL để chọn cả hai kênh thì trên màn hình sẽ xuất hiện 2 đồ thị của 2 dạng sóng ứng với 2 đầu đo - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
hi ấn nút DUAL để chọn cả hai kênh thì trên màn hình sẽ xuất hiện 2 đồ thị của 2 dạng sóng ứng với 2 đầu đo (Trang 47)
Ví dụ: VOLTS/DIV chỉ 1V thì tín hiệu cho ở hình trên có: - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
d ụ: VOLTS/DIV chỉ 1V thì tín hiệu cho ở hình trên có: (Trang 48)
Ví dụ: ở hình bên s/div là 1ms. Chu kỳ của tín hiệu điện dài 16 ơ, do vậy chu kỳ là - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
d ụ: ở hình bên s/div là 1ms. Chu kỳ của tín hiệu điện dài 16 ơ, do vậy chu kỳ là (Trang 48)
hiện sóng gọi là chế độ X-Y mode và các sóng đều có dạng hình sin. Khi đó trên màn hình sẽ hiện ra một đường cong phức tạp gọi là đường cong Lissajou - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
hi ện sóng gọi là chế độ X-Y mode và các sóng đều có dạng hình sin. Khi đó trên màn hình sẽ hiện ra một đường cong phức tạp gọi là đường cong Lissajou (Trang 49)
Hình dạng bên ngồi của máy biến điện áp. - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình d ạng bên ngồi của máy biến điện áp (Trang 50)
Hình dáng bên ngồi của máy biến dịng điện - Giáo trình Đo lường điện (Nghề: Điện công nghiệp) - Trường Trung cấp nghề Củ Chi
Hình d áng bên ngồi của máy biến dịng điện (Trang 52)