CƠ SỞ LÝ THUYẾT:

- Công suất 1 chiều: PDC UDC.IDC R I. DC2 ( )W . - Công suất xoay chiều 1 pha:

+ Công suất thực:

. . ( )

pha pha

P U I Cos W

+ Công suất ảo:

. . ( )

pha pha

Q U I Sin Var

+ Công suất toàn phần:

2 2 ( )

S P Q VA

24 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

+ Công suất thực:

3 pha. pha. ( )

P U I Cos W

+ Công suất ảo:

3 pha. pha. ( )

Q U I Sin Var

+ Công suất toàn phần:

2 2 ( )

S P Q VA

5.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:

4.4.1. Đo công suất trong mạch điện DC bằng vôn kế và ampe kế:

Hinh 4.4.1a. Mạch đo công suất DC

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- Lắp sơ đồ mạch điện như hình 4.1a . Với R là điện trở tải.

- Đóng CB cấp nguồn.

- Điều chỉnh variac để điện áp nguồn DC vào khoảng 60V.

- Quan sát số chỉ của các đồng hồ. Ghi kết quả vào Bảng 4.1.

Bảng 4.4.1a Điện áp nguồn DC Điện áp V (Volt) Dòng điện I (A) Công suất PDC(W) 220 (V) 150 (V)

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 25

110(V) 60 (V)

Hinh 4.4.1b. Mạch đo công suất DC dùng Watt kế

Ghi lại giá trị công suất tiêu thụ đo được, điều chỉnh điện áp về 0 và tắt nguồn. P = ________________W

So sánh giá trị đo được bằng Watt kế với giá trị đo bằng Volt kế và Ampere kế ở hình 4.1a. Kết quả có xấp xỉ bằng nhau không?

Có □ Không □

Tăng gấp đôi giá trị điện trở, đóng nguồn điện và điều chỉnh điện áp đạt 100%. Ghi lại giá trị công suất tiêu thụ đo được, điều chỉnh điện áp về 0 và tắt nguồn. P = ________________W

So sánh giá trị đo được với các giá trị đo hình 4.1a.Kết quả có xấp xỉ bằng nhau không?

Có □ Không □

Nhận xét kết quả đo? Trường hợp nào sai số nhỏ hơn?

………

………

………

………

26 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

4.4.2 Đo công suất trong mạch điện AC 1 pha bằng vôn kế , ampe kế và cos kế:

Hình 4.4.2a. Đo công suất AC 1 pha với tải động cơ AC

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- CB ở vị trí OFF.

- Nối mạch điện như sơ đồ 4.4.2a. Tổng trở Z bao gồm điện trở R và điện kháng (động cơ AC).

- Cấp điện vào Panel.

- Đóng CB .

- Quan sát số chỉ ở các đồng hồ . Ghi kết quả vào bảng 4.4.2a.

- Tiến hành thay đổi điện áp từ variac trên Panel. Mỗi lần thay đổi áp quan sát số chỉ ở các đồng hồ. Ghi lại kết quả vào bảng 4.4.2a.

- Ngắt CB.

- Tính công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến ghi vào bảng 4.4.2a.

Bảng 4.4.2a

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 27 U (V) 50 70 90 120 150 I (A) Cos P (W) Q (VAR) S (VA)

Hình 4.4.2b. Điều chỉnh hệ số công suất bằng cách tăng dung kháng

Bảng 4.4.2b

Đaị lượng Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5

U (V) 50 70 90 120 150

28 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

Cos

P (W)

Q (VAR)

S (VA)

4.4.3. Đo công suất trong mạch điện AC 1 pha bằng Watt kế 1 pha:

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- CB ở vị trí OFF.

- Nối mạch điện như sơ đồ 4.4.3. Tổng trở Z bao gồm tải trở.

- Cấp điện vào Panel.

- Đóng CB .

- Quan sát số chỉ ở các đồng hồ . Ghi kết quả vào bảng 4.4.3.

- Tiến hành thay đổi điện áp từ Variac trên Panel. Mỗi lần thay đổi áp quan sát số chỉ ở các đồng hồ. Ghi lại kết quả vào bảng 4.4.3.

- Ngắt CB.

- Tính công suất tác dụng thực của tải ghi vào bảng 4.4.3.

( ) do thuc P P W CT  với CT là tỉ số biến dòng ghi trên Oát kế.

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 29 Bảng 4.4.3 Đaị lượng Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 U (V) 50 70 90 120 150 Pđo (W) Pthực (W)

Nhận xét kết quả đo? So sánh với kết quả đo công suất gián tiếp trong phần 4.4.3

………

………

………

………

………

5.5 Đo công suất trong mạch điện AC 3 pha bằng vôn kế, ampe kế và cos kế 3 pha:

Hình 4.5. Đo công suất tải nối ∆ Tiến hành thực hiện các bước sau:

30 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

- CB ở vị trí OFF.

- Sơ đồ mạch đo công suất tải ba pha:

- Nối mạch điện như sơ đồ hình 4.5.

- Tiến hành thay đổi tải từ nút nhấn trên Panel. Mỗi lần thay đổi tải quan sát số chỉ ở các đồng hồ.

- Ghi lại kết quả vào bảng 4.5.

- Ngắt CB.

- Tính công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến ghi vào bảng 4.5. Bảng 4.5 Đaị lượng Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 UA (V) UB (V) UC (V) IA (A) IB (A) IC (A) Cos P (W) Q (VAR) S (VA) Nhận xét kết quả đo? ……… ……… ………

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 31 ……… ……… ………

5.6 Đo công suất trong mạch điện AC 3 pha bằng Oát kế 3 pha:

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- CB ở vị trí OFF.

- Sơ đồ mạch đo công suất tải ba pha:

- Nối mạch điện như sơ đồ hình 4.6.

- Tiến hành thay đổi tải từ nút nhấn trên Panel. Mỗi lần thay đổi tải quan sát số chỉ ở các đồng hồ. Ghi lại kết quả vào bảng 5.5.

- Ngắt CB.

- Tính công suất tác dụng thực của tải ghi vào bảng 5.5

( ) do thuc P P W CT  với CT là tỉ số biến dòng ghi trên Oát kế.

32 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

Bảng 4.6

Đaị lượng Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5

Pđo (W)

Pthực (W)

Nhận xét kết quả đo? So sánh với kết quả đo mục 4.6?

……… ……… ……… ……… ……… ………

5.7 CÂU HỎI KIỂM TRA:

1. Hãy quan sát các ký hiệu ở đồng hồ oát kế, cos kế. Ghi lại và giải thích các thông số đó.

2. Nếu mạch điện có dòng điện và điện áp vượt quá trị số định mức của đồng hồ Vôn, ampe, để có thể dùng các đồng hồ này đo được các thông số U, I của mạch thì ta phải dùng thêm thiết bị gì? Vẽ lại sơ đồ mạch khi có thêm thiết bị đó.

3. Nếu tải của mạch điện xoay chiều một pha là thuần trở thì hệ số cos của mạch điện đó là bao nhiêu? Viết các công thức tính công suất tác dụng và phản kháng của mạch. Nếu mạch điện là một chiều thì công suất được tính bằng cách nào?

4. Trình bày các phương pháp đo công suất thực của tải 3 pha? 5. Trình bày công thức tính công suất kháng của tải 3 pha?

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 33 ……… ……… ……… ……… ……… ………

34 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

BÀI 6: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

6.1 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU:

Giúp sinh viên nắm được các phương pháp đo thông số mạch điện R, L, C bằng phương pháp gián tiếp và trực tiếp. Kỹ năng sử dụng các đồng hồ vôn kế, ampe kế, VOM, máy đo R-L-C, máy đo điện trở đất, máy đo điện trở cách điện. Nắm cách thức lắp đặt, các thông số kỹ thuật, quy trình vận hành và các đọc chính xác kết quả đo.

6.2 YÊU CẦU THÍ NGHIỆM:

- Đồng hồ VOM chỉ thị kim - Kyoritsu-4105A - Đồng hồ số Wellink HL-1230 - Mega Ôm kế - Panel đo R, L, C - Dây nối 6.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT: - Định luật Ohm : U Z I 

- Tải điện trở: Z R

- Tải điện cảm: Z Z L L     -

Tải điện trở:

1 1

Z C

C Z

 

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 35

6.4 TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM:

5.4.1.Đo R, L, C gián tiếp bằng V & A

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- Lắp sơ đồ mạch điện như hình 5.1a hoặc hình 5.1b. Với Z lần lượt là R, L, C.

- Đóng CB cấp nguồn.

- Điều chỉnh variac để điện áp nguồn AC từ 50V, 70V, 90V, 120V, 150V.

- Quan sát số chỉ của các đồng hồ. Ghi kết quả vào Bảng 5.4.1.

Bảng 5.4.1 Kết quả đo R L C 50V 70V 90V 120V 150V

Nhận xét kết quả đo của R, L, C?

………

………

………

36 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

5.4.2.Đo điện trở trực tiếp bằng VOM

Hình 5.4.2

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- Gắn hai dây đo vào vị trí COM (màu đen) và Ω (màu đỏ) trên VOM.

- Chỉnh ga lét ở chức năng đo điện trở.

- Đo lần lượt các điện trở rồi ghi vào bảng 5.4.2.

Bảng 5.4.2

Kết quả đo R1 R2 R3 R4 R5

VOM

Giá trị đọc từ vạch màu Sai số %

Nhận xét kết quả đo?

……… ……… ………

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 37

………

………

………

5.4.3.Đo điện dung bằng VOM Tiến hành thực hiện các bước sau: - Chỉnh ga lét ở chức năng đo điện dung. - Đo lần lượt các tụ điện C104,… rồi ghi vào bảng 5.4.3. Bảng 5.4.3 Kết quả đo C104 C2 C3 C4 C5 VOM Giá trị đọc trên tụ Sai số % Nhận xét và giải thích kết quả? ……… ……… ……… ……… ……… 5.4.4.Đo điện trở đất

38 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C

Hình 5.4.4

Tiến hành thực hiện các bước sau:

-Nối dây đo vào các cọc đất như hình 5.4.4

-Chỉnh ga lét kiểm tra điện áp rơi trong đất và ghi vào bảng 5.4.4.

-Chọn thang đo điện trở 20Ω.

-Thực hiện đo 5 lần rồi ghi vào bảng 5.4.4.

Bảng 5.4.4

Kết quả đo Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình

Earth Voltage Điện trở đất

Nhận xét và giải thích kết quả? Điện trở đất như vậy đạt yêu cầu chưa?

……… ……… ……… ……… ……… ………

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 39

5.4.5.Đo điện trở cách điện

Hình 5.4.5

Tiến hành thực hiện các bước sau:

- Tắt CB để không có dòng điện chạy qua trong suốt quá trình kiểm tra cách điện.

- Nối dây đo vào đo cách điện của CB như hình 5.4.

- Đọc giá trị điện áp. Nếu trong mạch có điện thì thiết bị sẽ chỉ giá trị điện áp. Nếu kim đồng hồ trên thiết bị đo chỉ “0 Volt” thì mạch điện đã được cắt.

- Nhấn nút đỏ “kiểm tra cách điện” và đọc giá trị trên thang đo.

- Nếu cần đo liên tục, nhấn nút đỏ và xoay theo chiều kim đồng hồ đến vị trí khóa.

- Thực hiện đo 5 lần rồi ghi vào bảng 5.6.

- Xả điện trong mạch sau khi thực hiện xong phép đo bằng cách chập hai que đo trong khoảng thời gian 10 giây để dòng điện được xả tránh bị điện giật.

Bảng 5.4.5

Kết quả đo Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình

Điện áp

Điện trở cách điện

Nhận xét và giải thích kết quả? Điện trở cách điện như vậy đạt yêu cầu chưa? ……… ………

40 BÀI 5: ĐO THÔNG SỐ R – L - C ……… ……… ……… ……… 5.4.6.Đo LCR Tiến hành thực hiện các bước sau: - Nhấn nút Power của máy đo LCR để mở máy ở chế độ tự động. - Nhấn nút Freq để chọn tần số đo phù hợp và bấm nút Ai để chọn chức năng kích hoạt tự động, nhấn nút ZLCR để đo giá trị của linh kiện hoặc của tải. - Lắp thêm một điện dẫn vào dây nối để thử nghiệm thành phần đo. - Nhấn D,Q ,, để thay đổi giá trị đo lường trên màn hình (D,Q ,). - Đọc kết quả hiển thị trên màn hình. Bảng 5.4.6 Kết quả đo Lần 1 Lần 2 Lần 3 Lần 4 Lần 5 Trung bình Đo R Đo L Đo C Nhận xét và giải thích kết quả? Điện trở cách điện như vậy đạt yêu cầu chưa? ……… ……… ……… ……… ……… ………

Đ0 CÔNG SUẤT, HỆ SỐ CÔNG SẤT 41

6.5 CÂU HỎI KIỂM TRA:

1. Hãy quan sát và ghi lại các ký hiệu trên đồng hồ VOM kim và VOM số? Giải thích các ký hiệu đó.

2. Sự khác nhau của thang đo điện trở trong đồng VOM kim và VOM số như thế nào?

3.Giải thích ý nghĩa của biến trở chỉnh “0” trong đồng hồ VOM kim? Việc chỉnh “0” được thực hiện như thế nào?

4.Giải thích các nút trên máy đo Kyoritsu 4105? Những nguyên nhân gây nên sai số khi đo điện trở đất là gì?

5.Giải thích các nút trên máy đo điện trở cách điện? Những nguyên nhân gây nên sai số khi đo điện trở cách điện là gì?

5.Giải thích các nút trên máy đo LCR ? Những nguyên nhân gây nên sai số khi đo LCR ?

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Giáo trình đo lường - cảm biến / Lưu Thế Vinh . TP. Hồ Chí Minh : Đại học Quốc gia, 2007

2.Các bộ cảm biến trong kỹ thuật đo lường và điều khiển / Lê Văn Doanh . Khoa học và Kỹ thuật, 2006

3.Kỹ thuật đo. t.II, Đo điện tử / Nguyễn Ngọc Tân, Ngô Tấn Nhơn . Tp. HCM : Đại học Quốc gia, 2005 .

4.Cơ sở phương pháp đo kiểm tra trong kỹ thuật / Nguyễn Văn Vượng, Nguyễn Phú Thái . Khoa học Kỹ thuật, 2001 .