ĐO ĐIỆN - Đo điện trở potx

Chương 3: Đo điện trở 3.1.Đo điện trở vôn-kế ampe-kế 3.2.Đo điện trở dùng phương pháp đo điện áp biến trở 3.3.Mạch đo điện trở ohm kế 3.4.Cầu Wheatstone đo điện trở 3.5.Cầu đôi Kelvin 3.6.Đo điện trở có trị số lớn 3.7.Xác định chỗ hỏng cách điện dây dẫn phương pháp mạch vòng 3.8.Đo điện trở cọc đất 3.9.Đo điện trở V.O.M điện tử 3.1.Đo điện trở vơn-kế ampe-kế Hình a: Cách mắc rẻ dài Hình b: Cách mắc rẻ ngắn • Rẻ dài: Trị số đo R’x = V/I = Rx+Ra Để kết đo xác: Rx » Ra.(nội trở ampe-kế) • Rẻ ngắn: Trị số đo R’x = V/I = Rx//Ra Để kết đo xác: Rx « Rg (nội trở vôn kế ) 3.2.Đo điện trở dùng phương pháp đo điện áp biến trở • Nguồn E cung cấp dòng I , điện áp rơi Rx VRx, điện trở mẫu Rs Vs , ta có: • VRx/Vs = RxI/RsI, suy ra: Rx = Rs.VRx/Vs • VRx Vs đo phương pháp biến trở • Phương pháp khơng phụ thuộc vào dòng I 3.3.Mạch đo điện trở ohm kế • Có loại ohm kế: Nối tiếp song song 3.3.1.Ohm kế nối tiếp: Mạch đo hình a Dịng điện qua cấu thị Im = Eb/(Rx+R1+Rm) • Khi Rx → 0Ω, Im → Imax(dịng cực đại cấu đo) • Khi Rx → ∞Ω , Im → (khơng có dịng qua cấu đo) • Rx = R1+Rm, Im = Imax/2 (kim vị trí thang đo) • Thang đo khơng tuyến tính hình b 3.3.2.Ohm kế nối tiếp thực tế • Thực tế nguồn Eb thay đổi,khi Rx →0, Im qua cấu không Imax nên mạch đo mắc thêm R2 • Theo mạch ta có: Ib = Eb/(Rx+R1+R2//Rm) • Nếu R2//Rmr g nên: b//rg ≈ rg c>>S nên c//S ≈ S • Vậy b c khơng ảnh hưởng đến điện trở bề mặt R cần đo 3.6.3.Megohm-kế chuyên dùng • Đây megohm-kế loại tỉ số kế từ điện, cấu đo gồm cuộn dây: Cuộn dây lệch cuộn dây kiểm sốt Dịng qua cuộn dây kiểm sốt I1= E/(R1+r1), dịng qua cuộn lệch I2=E/(Rx+R2+r2) • Ta có: I1/I2= (Rx+R2+r2)/(R1+r1) = K(θi): hàm theo θi Khi Rx→∞;I2 → 0: Kim lệch tối đa phía trái thang đo có trị số ∞ Khi Rx→ 0; I2 → I2max: Kim lệch tối đa phía phải (trị số 0) Khi kim thị thang đo: I1/I2 = →Rx = R1+r1- R2 - r2 3.6.4.Đo điện trở cách điện đường dây tải điện • Điện trở cách điện đo đầu dây dẩn dây với dây trung tính cách dùng megohm kế với điều kiện dây dẩn tháo khoải nguồn điện lưới tải Kết đo thường nhỏ trị số thật.Trong trường hợp dây dẩn có nguồn cung cấp ta đo điện trở cách điện cách dùng vôn kế Tại phải đo điện trở cách điện thiết bị? Cách đo? 3.7.Xác định chỗ hỏng cách điện dây dẫn ph ph mạch vòng 3.7.1Mạch vòng Murray: Như hình trên, cầu cân bằng: R2/R1= (Ra+Rb-Rx)/Rx, vậy: Rx = R1(Ra+Rb)/(R1+R2) Nếu đoạn dây Rx có chiều dài Lx; Ra có chiêu dài La; Rb có chiều dài Lb; dây có điện trở suất, La= Lb= L thiết diện A: ρLx/A = (R1/(R1+R2)).(Laρ/A + Lbρ/A); Lx = R1.2L/(R1+R2) 3.7.2.Mạch vịng Varley • Được cải tiến từ cầu Murray.Nối đầu dây dẫn, khoá S vị trí a điều chỉnh R3 cầu cân bằng:R2/R1= (Ra+Rb)/R3 Suy ra: Ra+Rb = R3R2/R1 Sau chuyển khố sang vị trí b, điều chỉnh R’3 cho cầu cân bằng: R2/R1=(Ra+(Rb-Rx))/(Rx+R’3) Vậy: Rx = (R1(Ra+Rb)-R2R’3)/(R1+R2) 3.8.Đo điện trở cọc đất 3.8.1Khái niệm cọc đất: Cọc đất cấu tạo kim loại thường đồng, đầu vót nhọn để dể đóng xuống đất, chiều dài từ đến tấc, đường kính khoảng 10mm Điện trở cọc đất Rcđ gồm phần : điện trở vật liệu làm cọc đất thường nhỏ so với điện trở tiếp xúc cọc đất, thành phần thứ định trị giá điện trở cọc đất Điện trở cọc đất phụ thuộc vào điều kiện môi trường xung quanh, thành phần đất • Để cho điện trở cọc đất không ảnh hưởng với nhau, thực tế cọc đất thường từ 10m đến 20m • Theo quy định điện hạ áp, Rcđ ≤ 4Ω 3.8.2.Mạch đo điện trở cọc đất Hình 3.26.Cọc A: cọc đất cần đo, cọc P: cọc phụ đo áp, cọc C: cọc phụ đo dòng Dùng vôn kế ampe-kế: Sử dụng mạch đo a.Phương pháp trực tiếp: Kết đo nhanh, ta có: Rx = VA/I Tại mạch đo phải dùng biến áp cách ly? b.Phương pháp gián tiếp H.3.27.Mạch tương đương cọc đất H.3.28.Mạch đo ph.ph.gián tiếp Trong cách đo này, ta đo điện trở cọc đất h.3.28: RA+ RP = V1/I1, sau đo điện trở cọc P C: RP +RC = V1/I2, tương tự điện trở cọc C A: RC+RA= V3/I3 Sau giải hệ phương trình ta xác định R A, RP, RC Phương pháp cho kết xác ph ph trực tiếp 2.Dùng cầu Kohlrausch • Đây dạng cầu Wheatstone để đo điện trở dung dịch có tính chất điện giải hai điện cực , ứng dụng để đo điện trở đất hình bên Cách đo giống phương pháp đo gián tiếp, ta đo lần cho kết điện trở tổng cọc đất: • RA+RB = R1R3/R2 3.Dùng máy đo chuyên dùng • Sơ đồ khối máy đo chuyên dùng đo điện trở cọc đất sử dụng mạch điện tử hình Nguồn tín hiệu xung vuông tần số 500 Hz tạo nhờ mạch dao động Mạch so sánh tách sóng đồng có nhiệm vụ vừa chỉnh lưu vừa so sánh điện áp xoay chiều Điều chỉnh chạy “G” “0” Ta có: • RxI = Ex = ESO = RSO.I/KI Suy ra: Rx = Rso/KI 3.9.Đo điện trở V.O.M.điện tử • Để đo điện trở máy đo điện tử, người ta chuyển đại lượng điện trở sang đại lượng điện áp, sau đưa vào mạch đo điện áp Mạch đo điện trở có dạng :Nối tiếp, song song tuyến tính • 3.9.1.Ohm kế dạng nối tiếp: Như hình trên, ta có: • Khi Rx = 0Ω , Vđo = 0V ; Khi Rx →∞Ω, Vđo ≈ 1,5 V • Trường hợp Rx bất kỳ, Vđo = E Rx/(Rx+R1) 3.9.2.Ohm kế dạng song song • • • • Mạch đo hình trên, ta có: Khi Rx = 0Ω, Vđo = 0V Khi Rx →∞Ω Vđo = ER2/(R1+R2) Khi Rx có trị Vđo= E (R2//Rx)/(R1+(R2//Rx)) Khi Rx = (R1//R2) Vđo =1/2ER2/(R1+R2) : kim vị trí ½ thang đo 3.9.3.Ohm kế tuyến tính • Để cho điện áp đo tuyến tính theo điện trở Rx, người ta sử dụng nguồn dịng khơng đổi chạy qua điện trở Rx:Vđo = I Rx • Khi Rx →∞Ω Vđo→trị số lớn • Khi Rx →0Ω Vđo=0 • Mạch đo tuyến tính thường dùng máy đo đa dụng điện tử thị số H.Mạch đo tuyến tính dùng transistor H Mạch đo tuyến tính dùng op-amp Trong mạch đo điện trở tuyến tính dùng 0p-amp ta có: Vo = -(RxE/R); Ta xem dịng I không đổi:I = E/R;Vo=-IRx ... có phần tử điện trở: • Điện trở khối điện trở rỉ bề mặt • Hai phần tử điện trở mắc song song với nhau, điện trở rỉ ảnh hưởng đến điện trở khối cần đo • Thông thường điện trở cách điện thiết bị... cập đến phương pháp đo điện trở lớn (vào khoảng vài megohm trở lên) dùng vôn kế + microampe-kế, cầu wheatstone megohm-kế chuyên dụng Khi đo điện trở lớn đo điện trở cách điện vật liệu hay thiết... có điện trở nối S Q điện kế G xem nối a b, đó: R = (S+Y)P/Q R = SP/(Q+Y) • Thực tế cầu đo điện trở xác nhỏ cở Ω, cầu đo điện trở nhỏ đến 1 0-2 Ω, điện trở lớn cở vài MΩ đến vài trăm MΩ (cách đo