Các cơ cấu đo từ điện, điện từ, điện động đều hoạt động với dòng xoay chiều nên đƣợc dùng để chế tạo nên volt kế một chiều .
Chƣơng 3: Đo điện áp và dòng điện. cao và tiêu tốn ít năng lƣợng ( tổn hao thấp ) nhƣng cơ cấu này có nhƣợc điểm là điện áp định mức khoảng từ 50 mV đến 75mV . Cho nên khi đo điện áp lớn hơn giá trị định mức , ta phải mắc thêm điện trở shunt nối tiếp với cơ cấu đo
Khi điện áp cần đo tạo ra dòng điện nằm trong giới hạn dòng tối đa của cơ cấu, thì ta có thể đo trực tiếp. Khi điện áp cần đo lớn, ta phải mở rộng tầm đo cho volt kế.
Xét mạch điện nhƣ hình vẽ
Hình 3.9: Mạch mắc Volt kế để đo áp trên tải Khi chƣa mắc volt kế vào mạch ( khoá K hở ) , điện áp rơi trên tải là
Utải = R E
tải + R0 Rtải (3.20)
Khi mắc volt kế vào mạch ( khóa k đóng ), điện áp rơi trên volt kế
U = IV . RV = Itải . Rtải (3.21)
I = IV + Itải = It ( 1 + RT
RV ) (3.22)
Nếu I = Itải thì phép đo chính xác nhất, vàđể phép đo đạt đƣợc chính xác khi RT
RV = 0 hay RV >> Rtải (3.23)
Công suất tiêu hao trên volt kế
P = U
2
RV (3.24)
Nhƣ vậy , để công suất tiêu hao trên volt kế nhỏ thì nội trở của volt kế phải rất lớn ( lớn hơn điện trở tải càng nhiều càng tốt )
Tính toán điện trở shunt để mở rộng thang đo
Chƣơng 3: Đo điện áp và dòng điện. shunt gồm nhiều điện trở shunt có giá trị khác nhau mắc nối tiếp hoặc mắc độc lập
Hình 3.10 Mắc điện trở Shunt với Volt kế để mở rộng thang đo
Ta có Iv = UV RV = US RS (3.25) U = Uv + Us (3.26) U = ( 1 + RS RV ) Uv (3.27)
Gọi kv là hệ số mở rộng thang đo, khi đó ta có KV = U
UV (3.28)
Suy ra U = KV UV hay KV = 1 + RP
RV (3.29)
Để hạn chế sai số trong quá trình đo, điện trở shunt thƣờng đƣợc chế tạo bằng manganin là vật liệu ít thay đổi giá trị điện trở theo nhiệt độ
Ví dụ 1 Một cơ cấu đo từ điện có dòng điện cực đại của khung đo là 60mA , điện trở của cơ cấu đo là RV = 10 . Tính giá trị điện trở Shunt gắn thêm vào để khung đo lệch hết kim khi đo nguồn điện áp 30V
Hƣớng dẫn thực hiện
Ta có IV = U
RS + RV
Suy ra RS = U
IV - RV Thay các giá trị vào , ta đƣợc RS = 490
Nhƣ vậy để kim lệch hết khung đo khi đo nguồn điện 30V thì điện trở shunt cần mắc thêm vào phải có giá trị là RS = 490
Chƣơng 3: Đo điện áp và dòng điện.