Chương 3: ĐO DỊNG ĐIỆN VÀ ĐIỆN ÁP
3.3.1 Nguyên lí đo:
Thực hiện phép so sánh giữa điện áp cần đo (chưa biết giá trị) với một điện áp
chuẩn (đã biết giá trị). Nếu hai điện áp bằng nhau thì giá trị điện áp cần đo sẽ được suy ra từ giá trị điện áp chuẩn.
Sử dụng một điện kế G (Galvanometer) để phát hiện sự cân bằng của hai điện áp
này. Khi hai điện áp bằng nhau thì kim của điện kế G chỉ vị trí 0, lúc này giá trị điện áp cần đo đúng bằng giá trị điện áp chuẩn.
Sơ đồ mạch:
B1: Nguồn điện áp một chiều cấp cho mạch đo [V] B2: Nguồn điện áp chuẩn [V]
VR1: Biến trở điều chỉnh dịng điện chuẩn I [Ω] VR2: Biến trở đo lường để đưa ra áp chuẩn [Ω] G: Điện kế (cơ cấu từ điện)
R: Nội trở của nguồn áp chuẩn ban đầu [Ω] S: Khĩa chuyển hai vị trí A, B
Vị trí A: Dùng để chuẩn đồng hồ đo trước khi thực hiện đo Vị trí B: Để thực hiện đo điện áp cần đo Vx
Gọi phần điện trở tính từ vị trí 1 đến con trượt K của VR1 là: R1 Gọi phần điện trở tính từ vị trí 1 đến con trượt K của VR2 là: R2 Ta cĩ:
I = R1 + VR2B1 Hoạt động:
Trong quá trình sử dụng, nguồn điện áp B1 cĩ thay đổi giá trị (pin bị yếu hoặc mạnh quá mức cần thiết) gây ảnh hưởng đến kết quả đo nên người ta phải sử dụng biến trở
VR1 để điều chỉnh dịng điện I trong mạch khơng đổi khi nguồn B1 thay đổi trong
phạm vi cho phép. Muốn vậy, trước khi thực hiện đo điện áp Vx, người ta di chuyển con chạy K của VR2 đến vị trí định trước ứng với điện áp ghi trên thang đo bằng điện áp của nguồn chuẩn B2 sau đĩ chuyển khĩa S sang vị trí A để dùng nguồn chuẩn B2 chuẩn hĩa cho đồng hồ đo. Nếu kim của G khơng nằm tại vị trí 0 thì cĩ nghĩa là điện áp chuẩn B2 đã cĩ sự sai lệch với điện áp từ VR2 đưa ra. Người ta điều chỉnh biến trở VR1 để dịng điện I chạy trong mạch đo mang giá trị như ban đầu, lúc đĩ kim của điện kế G sẽ chỉ về vị trí 0. Kết thúc quá trình kiểm tra đồng hồ đo (định chuẩn đồng hồ
đo).
Sau đĩ khĩa S được chuyển sang vị trí B để thực hiện so sánh điện áp trên R2 với
điện áp Vx. Điều chỉnh con chạy K của biến trở đo lường VR2 sao cho kim điện kế chỉ
Thơng thường người ta ghi trị số điện áp trên VR2 để khi con chạy K dịch chuyển
đến vị trí nào ta sẽ biết được điện áp chuẩn đang cĩ giá trị bao nhiêu. Tại vị trí dừng
của con chạy K ta xem thang đo ghi giá trị điện áp cần đo. Ta cĩ: V(R2) = R2.I = Vx
Dịng điện chạy qua điện kế G = 0 nên khơng cĩ điện áp rơi trên điện trở nội của
nguồn điện áp Vx cần đo, do vậy phương pháp này cĩ ưu điểm rất chính xác.