Kỹ thuật đo lường LCM

CHÖÔNG 5 ÑO L – C - M Cuộn dây sẽ sinh ra một từ thông móc vòng Φ v , 5.1. Đo điện cảm : 1. Khái niệm chung: Một cuộn dây khi cò dòng điện chạy qua. - Điện kháng của cuộn dây : X L = ω.L = 2.π.f.L (Ω) Z L = R L + j.X L W t = ½ . L.I 2 - Năng lượng từ trường : - Tổng trở của cuộn dây : Φ V i L = dΦ V /di (H) L Cuộn dây Khoảng không gian xunh quanh cuộn dây xuất hiện một từ trường.Từ trường này phụ thuộc vào một hệ số L gọi là điện cảm (hệ số tự cảm) của cuộn dây. Điện cảm của cuộn dây được xác đònh : 2. Phương pháp đo gián tiếp: a. Phương pháp dùng Vônmét và Ampenét. X LX = U/I L X = U/2.π.f.I b. Phương pháp dùng V.mét,A.mét và W.mét : Z X = U/I R X = P W /I 2 L X = (U/I) 2 – (P W /I 2 ) 2 / 2.π.f 3. Phương pháp cầu đo : a. Khái niệm : Một cuộn dây được coi như : * Cuộn dây có tổn hao ít * Cuộn dây có tổn hao nhiều U I I U U U RX U LX ϕ δ - Góc lệch pha giữa u và I ϕ<90 0 - δ : góc tổn hao (góc mất) - Độ tổn hao: D= tgδ = U RX /U LX = R X /ω.L X - Hệ số phẩm chất Q X = X LX /R X = ω.L X /R X ϕ δ I LX I RX u i - Góc lệch pha giữa u và I ϕ<90 0 - δ : góc tổn hao (góc mất) - Độ tổn hao: D= tgδ = I RX /I LX = ω.L X /R X - Hệ số phẩm chất : U Q X = 1/ω.L X 1/R X = R X /ω.L X Đồ thò véc tơ Đồ thò véc tơ Khi đo mắc mạch như hình vẽ và lần lượt điều chỉnh R m ,L m để cầu cân bằng I g = 0. Khi cầu cân bằng ta có : Từ đó : R 1 R 2 R X = .R m b. Cầu đo điện cảm có tổn hao ít : • - R m : Điện trở mẫu • - L m : Cuộn cảm mẫu • - G : Điện kế R 1 R 2 L X = .L m * Sơ đồ : * Nguyên lý : R 1 .R m = R 2 .R X R 1 .X Lm = R 2 .X LX R m L m R x L X Từ đó : R 1 R 2 R X = .R m b. Cầu đo điện cảm có tổn hao nhiều : R 1 .(1/R x + 1/jX LX ) = R 2 .(1/R m +1/ jX Lm ) R 1 R 2 L X = .L m • - R m : Điện trở mẫu • - L m : Cuộn cảm mẫu • - G : Điện kế * Sơ đồ : Khi đo mắc mạch như hình vẽ và lần lượt điều chỉnh R m ,L m để cầu cân bằng I g = 0. * Nguyên lý : Khi cầu cân bằng ta có : R 1 /R X = R 2 /R m R 1 /X LX = R 2 /X Lm 5.2. Đo điện dung : 1. Khái niệm chung: Nếu đặt vào 2 bản cực dẫn điện (tụ điện) một điện áp thì các bản cực này sẽ tích các điện tích trái dấu. Khoảng không gian này sẽ tích lũy một điện trường. Điện trường này phụ thuộc vào một hệ số C (gọi là điện dung) của tụ điện C = dq/dU ( F ) - Dung kháng của tụ điện : X C = 1/ω.C = 1/2.π.f.C (Ω) - Năng lượng điện trường : W C = ½ . C.U 2 ++++ q -q C U Bản cực 2. Phương pháp đo gián tiếp: a. Phương pháp dùng Vônmét và Ampenét. X CX = U/I C X = I / 2.π.f.U b. Phương pháp dùng V.mét,A.mét và W.mét : Z X = U/I R X = P W / I 2 C X = 1/ (U/I) 2 – (P W /I 2 ) 2 .2.π.f C X C X 3. Phương pháp cầu đo : a. Khái niệm : Một tụ điện có thể được coi như : * Tụ có tổn hao ít * Tụ có tổn hao nhiều - Góc lệch pha giữa u và I ϕ<90 0 - δ : góc tổn hao (góc mất) - Độ tổn hao D = tgδ = U RX /U CX = R X .ω.C X - Hệ số phẩm chất Q = X CX /R X = 1/ω.C X .R X - Góc lệch pha giữa u và I ϕ<90 0 - δ : góc tổn hao (góc mất) - Độ tổn hao D = tgδ = I RX /I CX = 1/ω.C X .R X - Hệ số phẩm chất Q = R X .ω.C X Đồ thò véc tơ Đồ thò véc tơ Từ đó : b. Cầu đo điện dung có tổn hao ít : C X C m Cầu Sauty R 1 R 2 R X = .R m R 2 R 1 C X = .C m • - R m : Điện trở mẫu • - C m : Điện dung mẫu • - G : Điện kế * Sơ đồ : Khi đo mắc mạch như hình vẽ và lần lượt điều chỉnh R m ,C m để cầu cân bằng I g = 0. * Nguyên lý : Khi cầu cân bằng ta có : R 1 .R m = R 2 .R X R 1 .X Cm = R 2 .X CX [...]...b Cầu đo điện dung có tổn hao nhiều : * Sơ đồ : * Nguyên lý : •- Rm : Điện trở mẫu •- Cm : Điện dung mẫu •- G : Điện kế Khi đo mắc mạch như hình vẽ và lần lượt điều chỉnh Rm,Cm để cầu cân bằng Ig = 0 Cầu Nernst Khi cầu cân bằng ta có : R1.(1/Rx +1/ jXCX) = R2.(1/Rm + 1/jXCm) Từ đó : R R1 = 2 Rm RX R1/XCX = R2/XCm RX = CX = R1 R m R2 R2 C m R1 5.3 Một số dạng cầu đo L,C : 1 Cầu Maxweell-Wien đo điện... đo điện cảm có tổn hao nhiều : Khi cầu cân bằng: R1.R4 = 1 (R3 + 1/j.ω.C3) 1/RX + 1/j.ω.LX R1.R4 = R3.RX R1.R4 = 1/ω.C3 ω.LX Cầu Maxweell-Wien RX = R1 R4 R3 LX = R1.R4.C3 QX = RX/ω.LX Cầu Hay 3 Cầu Schering đo điện dung có tổn hao ít : Khi cầu cân bằng: RX = C3 R4 C1 CX = R3 C1 R4 4 Cầu OWEN đo điện cảm có tổn hao ít : Cầu Schering Khi cầu cân bằng: RX = R2 C1 C3 Ig LX = R2.R3.C1 C Cầu OVEN 5.4 Đo. .. Cầu Heavyside đo hỗ cảm : *Sơ đồ: • • L2 : Cuộn cảm • R1,R2 : Hộp điện trở M12 M : Hỗ cảm cần đo L1 : Cuộn cảm • i1 R1 L1 Vs ~ *Nguyên lý : Khi cầu cân bằng,điện kế G chỉ 0 R2.i1 = R4.i3 R2 L2 i3 L3 R3 Cầu Heavyside (R 3+ j.ω.L3).i3 = (R1 + j.ω.L1).i1 - j.ω.M12.(i1 + i3) Ta có: R1 = R2 R3 R4 M12 = R4.L4 - R2.L3 R2 + R 4 R4 3.Cầu Heavyside cải tiến đo hỗ cảm : *Sơ đồ: • M : Hỗ cảm cần đo • L2 :... RX = C3 R4 C1 CX = R3 C1 R4 4 Cầu OWEN đo điện cảm có tổn hao ít : Cầu Schering Khi cầu cân bằng: RX = R2 C1 C3 Ig LX = R2.R3.C1 C Cầu OVEN 5.4 Đo hỗ cảm : l 1 Cầu Maxwell đo hỗ cảm *Sơ đồ: • M1 : Hỗ cảm mẫu MX : Hỗ cảm cần đo L : Cuộn dây R1,R2 : Hộp điện trở *Nguyên lý : i2 M1 R2 R1 i2 L1 M2 LX i2 Cầu Maxwell Khi cầu cân bằng,điện kế G chỉ 0 ta có j.ω.M1.i1 = j(L1+l).ω.i2 + R1.i2.j.ω.MX.i1 =... j.ω.(L1 – M12)}.i1 (2) Chia (2) cho (1), ta có: R1 + j.ω.(L1 – M12) = j.ω.M12 R4 R2 - j/.ω.C2 Suy ra: R R + j.ω.(L – M ) = M12 + j.ω.M R 1 4 1 12 12 2 C2 M12 = R1.R4.C2 L1 = R1.C2.(R2 + R4) c Cầu vạn năng đo các thông số mạch hđiện : . CHÖÔNG 5 ÑO L – C - M Cuộn dây sẽ sinh ra một từ thông móc vòng Φ v , 5. 1. Đo điện cảm : 1. Khái niệm chung: Một cuộn dây khi cò dòng. I g = 0. * Nguyên lý : Khi cầu cân bằng ta có : R 1 /R X = R 2 /R m R 1 /X LX = R 2 /X Lm 5. 2. Đo điện dung : 1. Khái niệm chung: Nếu đặt vào 2 bản cực dẫn điện (tụ điện) một điện áp thì. 1/ω.C 3 .R 4 R X = R 1 R 3 L X = R 1 .R 4 . C 3 Q X = ω.L X /R X .R 4 R X = R 1 R 3 L X = R 1 .R 4 .C 3 Q X = R X /ω.L X 5. 3 Một số dạng cầu đo L,C : 3. Cầu Schering đo điện dung có tổn hao ít : Cầu Schering 4. Cầu