6.2.1. Đo điện cảm và hệ số phẩm chất cuộn dây (Q) dùng cầu xoay chiều
6.2.1.1. Điều kiện cân bằng cầu xoay chiều
Cầu xoay chiều là dụng cụ dựa trên cầu đơn để đo điện cảm, điện
dung, góc tổn hao và hệ số phẩm chất
Q.
Nguồn cung cấp là nguồn xoay chiều tần số công nghiệp (50 ÷ 60Hz), âm tần hoặc cao tần từ máy phát tần.
Chỉ thị zero là dụng cụ xoay chiều như điện kế điện tử, máy hiệnsóng...
157 trong đóZ1, Z2, Z3, Z4 tương ứng là modul của lần lượt các nhánh và
φ1, φ2, φ3,φ4 lần lượt là các góc pha của các nhánh cầu.
Khi cầu cân bằng ta có:
hay:
Do đó ta có điều kiện cân bằng cầu xoay chiều sau:
Nhận xét: Từ điều kiện cân bằng cầu xoay chiều ta thấy để cầu cân
bằng nếu hai nhánh đối nhau là thuần trở thì hai nhánh còn lại phải ngược tính chất (một nhánh có tính chất cảm và một nhánh có tính chất
dung), còn nếu hai nhánh kề nhau là thuần trở thì hai nhánh còn lại phải
có cùng tính chất. Dựa trên nhận xét này người ta đãđưa ra các sơ đồ đo điện cảm, điện dung bằng cáu xoay chiều.
6.2.1.2. Đo điện cảm và hệ số phẩm chất cuộn dây (Q) bằng cầu xoay chiều
Cuộn cảm lý tưởng là cuộn dây chỉ có thành phần điện kháng XL =ωL hoặc chỉ thuần khiết là điện cảm L, nhưng trong thực tế các cuộn
dây bao giờ cũng có một điện trở nhất định. Điện trở càng lớn phẩm chất
của cuộn dây càng kém. Q là thông số đặc trưng cho phẩm chất của cuộn
dây, nó được tính bằng:
a)Đo điện cảm bằng cầu xoay chiều dòngđiện cảm mẫu
Mạch cầu so sánh các đại lượng cần xác định Lx, Rx với đại lượng
mẫu Lm và Rm.
Khi đo người ta điều chỉnh Rm, Lm (và có thể cả R1, R2) để cầu đạt giá trị cân bằng.
Khi cầu cân bằng ta có:
với:
Từ đó tính được hệ số phẩm chất của cuộn dây:
b)Đo điện cảm bằng cầu điện cảm Maxwell
Trên thực tế việc chế tạo tụ điện chuẩn dễ hơn nhiều so với việc tạo
159
Khi cầu đạt cân bằng ta có:
trong đó:
Từ đó tính được
Cầu Maxwell chỉ thích hợp đo các cuộn cảm có hệ số Q thấp.
c)Đo điện cảm bằng cầu điện cảm Hay
chất cao.
Ta có:
Khi đó:
Ngoài ra, người ta còn dùng các biến thể khác của mạch cầu như
mạch cầu Owen, Shering...để điện cảm.
6.2.2. Đo điện cảmbằng phương pháp gián tiếp
Có thể dùng các volmet, ampemet, wattmet để đo điện cảm và điện
trở của cuộn dây theo sơ đồ sau, tuy nhiên phương pháp này mắc phải sai
161
Ta có: