Kỹ thuật đo Đo dòng điện

GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 1
C
C
H
H




N
N
G
G


8
8
.
.






O
O


D

D
Ò
Ò
N
N
G
G




I
I


N
N




(
(
2
2


L
L
T

T
)
)




8.1. C s chung.
Trong các đi lng đin, dòng đin và đin áp là các đi lng c bn nht. Vì
vy trong công nghip cng nh trong các công trình nguyên cu khoa hc ngi ta
luôn quan tâm đn các phng pháp và thit b đo dòng đin.
Các phng pháp đo dòng đin ph bin gm:
- Phng pháp đo trc tip: dùng các dng c đo dòng đin nh ampemét,
mili ampemét, micrô ampemét đ đo dòng và trc tip đc kt qu trên thang chia
đ ca dng c đo.
- Phng pháp đo gián tip: có th dùng vônmét đo đin áp ri trên mt đin
tr mu (mc trong mch có dòng đin cn đo chy qua ); thông qua phng pháp
tính toán ta s đc dòng đin cn đo.
- Phng pháp so sánh: đo dòng đin bng cách so sánh dòng đin cn đo vi
dòng đin mu, chính xác;  trng thái cân bng ca dòng cn đo và dòng mu s
đc đc kt qu trên mu.
Có th so sánh trc tip và so sánh gián tip.
8.2. Các dng c đo dòng đin.
8.2.1. Yêu cu đi vi các dng c đo dòng đin:
Các yêu cu c bn bao gm công sut tiêu th và di tn hot đng.
a) Công sut tiêu th: khi đo dòng đin ampemét đc mc ni tip vi các
mch cn đo. Nh vy ampemét s tiêu th mt phn nng lng ca mch đo t đó
gây sai s phng pháp đo dòng. Phn nng lng này còn đc gi là công sut
tiêu th ca ampemét P
A

, đc tính:
AAA
RIP .
2
=
vi:
A
I là dòng đin qua ampemét (có th xem là dòng đin cn đo)

A
R là đin tr trong ca ampemét.
Trong phép đo dòng đin yêu cu công sut tiêu th P
A
càng nh càng tt, tc là
yêu cu R
A
càng nh càng tt.
b) Di tn hot đng: khi đo dòng đin xoay chiu, tng tr ca ampemét còn
chu nh hng ca tn s:
AAA
XRZ
+
=

vi:
AA
LX
ω
≈ là thành phn tr kháng ca cun dây ampemét.
 đm bo cp chính xác ca dng c đo, dng c đo xoay chiu phi đc

thit k ch đ đo  các min tn s s dng nht đnh (di tn nht đnh). Nu dùng
dng c đo dòng  min tn s khác min tn s thit k s gây ra sai s do tn s.
8.2.2. Các ampemét mt chiu:
a) Các đc tính c bn: các ampemét mt chiu đc ch to ch yu da trên
c cu ch th t đin vi các đc tính c bn sau:
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 2
- Dòng cho phép: thng là 10
-1
÷ 10
-2
A
- Cp chính xác: 1,5; 1; 0,5; 0,2; cao nht có th đt ti cp 0,05.
- in tr c cu: khong t 20 ÷ 2000.
Vì vy mun s dng c cu này đ ch to các dng c đo dòng đin ln hn
dòng qua c cu ch th, phi dùng thêm mt đin tr sun phân nhánh ni song song
vi c cu ch th t đin (hình 8.1):

Hình 8.1. Mc đin tr sun phân nhánh ni song song vi c cu ch th t đin
S đ cu to ca ampemét t đin trên hình 8.1.
b) Chn đin tr sun cho ampemét t đin ch có mt thang đo: da trên các
thông s ca c cu ch th t đin và dòng đin cn đo, có th tính giá tr đin tr
sun phù hp cho tng dòng đin cn đo là:
1−
=
n
r
R
ct
S

(8-2)
vi: r
ct
: đin tr trong ca c cu ch th t đin

ct
I
I
n = : h s m rng thang đo ca Ampemét
I : dòng đin cn đo
I
ct
: dòng cc đi mà c cu ch th chu đc.
i vi các ampemét đo dòng đin nh hn 30A thì sun đt trong v ca
ampemét. Còn các ampemét dùng đo dòng đin ln hn hoc bng 30A thì sun đt
ngoài v (coi nh mt ph kin kèm theo ampemét; phn này s nghiên cu trong
mc đo dòng đin ln).
c) Chn đin tr sun cho ampemét t đin có nhiu thang đo: trên c s mc
sun song song vi c cu ch th có th ch to ampemét t đin có nhiu thang đo.
Hình 8.2 là s đ ampemét t đin 4 thang đo (I
1
, I
2
, I
3
, I
4
). Các đin tr sun R
S1

,
R
S2
, R
S3
, R
S4
mc ni tip vi nhau ri ni song song vi r
ct
. Tính các đin tr sun
R
S1
, R
S2
, R
S3
, R
S4
bng cách lp h phng trình ng vi các dòng khác nhau:

4321
4
4
1
SSSS
CT
S
RRRR
n
r

R +++=
−
=
Σ
;
CT
I
I
n
4
4
=

321
3
4
3
1
SSS
SCT
S
RRR
n
Rr
R ++=
−
+
=
Σ
;

CT
I
I
n
3
3
=

21
2
34
2
1
SS
SSCT
S
RR
n
RRr
R +=
−
+
+
=
Σ
;
CT
I
I
n

2
2
=
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 3

1
1
234
1
1
S
SSSCT
S
R
n
RRRr
R =
−
+
+
+
=
Σ
;
CT
I
I
n
1

1
=

Ta có 4 phng trình vi 4 n s, gii ra tìm đc R
S1
, R
S2
, R
S3
, R
S4
.

Hình 8.2. Mc đin tr sun trong ampemét có nhiu thang đo.
 gi cho cp chính xác ca ampemét t đin không thay đi  các gii hn đo
khác nhau, phi ch to sun vi đ chính xác cao hn đ chính xác ca c cu t
đin ít nht là mt cp.
Ví d c cu t đin có cp chính xác 0,5 thì sun phi có cp chính xác 0,2. Thng
ch to sun bng mangannin và chnh đnh rt chính xác.
d) Sai s do nhit đ ampemét: thng sun đc ch to bng các vt liu có
đin tr sut ít thay đi theo nhit đ nh mangannin, do đó đin tr ca sun không
thay đi theo nhit đ. Trong khi đó khung quay ca c cu ch th làm bng đng
có đin tr thay đi theo nhit đ theo qui lut:
)1(
0
trr
ctct
α
+
=

vi: r
ct
: đin tr ca c cu  nhit đ t
0
C
r
cto
: đin tr ca c cu  0
0
C
 : h s nhit đ ca dây qun trên khung quay (đi vi đng a = 0,04%/đ)
- Tính sai s đo nhit d ca ampemét t đin:
Gi: I : dòng đin chy qua Ampemét
I
cto
, I
ct
: dòng đin chy qua c cu ch th  nhit đ 0
0
C, t
0
C
R
A0
: đin tr ca Ampemét  nhit đ 0
0
C
R
At

: đin tr ca Ampemét  t
0
C
R
S
: đin tr sun ca ampemét tng ng vi dòng đin I.
Ta có sai s ca dòng đin qua c cu ch th:
t
ctctct
n
I
n
I
III −=−=∆
0
0

vi :
S
Sct
R
Rr
n
+
=
0
0
;
S
Sct

t
R
Rr
n
+
=
; )1(
0
trr
ctct
α
+
=

Sct
S
Scto
S
ct
Rr
R
I
Rr
R
II
+
−
+
=∆⇒

[]
Scto
cto
Scto
S
ct
Rtr
tr
Rr
R
II
+++
=∆
)1(
.
.
)(
.
.
α
α

GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 4
vy sai s tng đi ca ampemét do nhit đ là:
(%)100.%
ct
ct
t
I

I
∆
=
γ


(%)100 100.

(%)100.

00
t
r
tr
Rr
tr
cto
ct
Scto
ct
α
α
α
=≈
+
=
- Khc phc sai s do nhit d ca ampemét t đin:  nhng dng c đo có
đ chính xác thp sai s nhit đ 
t
thng nh hn sai s ca c cu.  nhng

dng c đo cp chính xác cao, 
t
thng ln hn sai s c cu.  khc phc nhc
đim này ngi ta phi tìm cách loi tr hoc gim sai s do nhit đ.
Bin pháp đn gin nht là ni tip vào mch c cu ch th mt đin tr R
T
(nh
hình 8.3):

Hình 8.3. Mc đin tr ph đ bù sai s do nhit đ.
Theo s đ này, sai s nhit đ đc tính:
Tct
Tct
t
Rr
tRtr
+
+
=

β
α
γ

vi:  : h s n nhit ca nhit đin tr R
T
.
 bù hoàn toàn sai s nhit đ (
t
= 0) phi tha mãn điu kin:

tRtr
Tct

β
α
−
=

nh vy đin tr R
T
phi có h s nhit đin  âm. Giá tr R
T
đc tính :
β
α
−
=
.
ct
T
r
R
khi đó đin tr sun ca ampemét đc tính là:
1−
+
=
n
Rr
R
Tct

S

Nhit đin tr có h s nhit đ  càng ln thì giá tr R
T
càng nh và R
S
s nh,
sai s h thng đo ampemét gây ra s nh.
Thng dùng R
T
là nhit đin tr bán dn. Nhit đin tr bán dn là phn t phi
tuyn đi vi nhit đ. Vì vy nó ch bù hoàn toàn  mt nhit đ nht đnh. iu
này khó thc hin.
Thc t trong các ampemét t đin chính xác cao, thng bù nhit đ bng nhit
đin tr đng, phi hp vi đin tr manganin, b trí mch theo s đ hình 8.4:

Hình 8.4. Mch bù sai s do nhit đ trong các ampemét t đin chính xác cao
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 5
Trong s đ này: R
S
, R
1
, R
2
bng Manganin. Còn r
ct
và R
3
bng đng. Các đin

tr này phi phi hp vi nhau sao cho khi dòng I không đi; nhit đ thay đi
nhng vn gi dòng qua c cu không đi.
8.2.3. Các ampemét xoay chiu:
Tùy theo phm vi và mc đích s dng mà có các loi ampemét xoay chiu c
bn sau:
-  đo dòng đin xoay chiu min tn s công nghip: thng dùng các
ampemét đin t, đin đng và st đin đng.
- o dòng đin  min tn s âm tn và có th dùng  nhiu thang đo khác
nhau: thng s dng ampemét vòng t đin chnh lu.
- o dòng xoay chiu có tn s cao và siêu cao: thng dùng ampemét nhit
đin.
a) Ampemét đin t : đc ch to da trên c cu ch th đin t. Mi c cu
đin t đc ch to vi s ampe.vòng nht đnh (I.W):
- C cu cun dây tròn: thng có I.W = 200A vòng
- C cu cun dây dt: thng có I.W = 100 ÷ 150A vòng
- C cu có mch t khép kín: I.W = 50 ÷ 1000A vòng
Nh vy đ m rng thang đo ca ampemét đin t ch cn thay đi th nào đ
đm bo I.W = const.
- M rng thang đo ca ampemét đin t bng phng pháp phân đon cun
dây tnh ca c cu đin t: ampemét đin t nhiu thang đo đc ch to bng
cách chia cun dây tnh thành nhiu phân đon bng nhau, thay đi cách ni ghép
các phân đon (song song hoc ni tip) đ to các thang đo khác nhau.
Ví d ampemét đin t có hai thang đo: ta chia cun dây tnh thành hai phn
bng nhau. Nu ni tip hai phân đon vi nhau ta s đo đc dòng đin là 2I (h.8-
5).


Hình 8.5. M rng thang đo ca ampemét đin t:
a) o đc dòng đin I b) o đc dòng đin 2I
Tuy nhiên phng pháp này cng ch áp dng đ ch to ampemét đin t có

nhiu nht là ba thang đo, vì khi tng s lng thang đo vic b trí mch chuyn
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 6
thang đo phc tp không th thc hin đc.
- M rng thang đo ca ampemét đin t bng cách dùng bin dòng: khi
mun tng s lng thang đo lên nhiu thng kt hp bin dòng vi ampemét đin
t đ m rng gii hn đo dòng xoay chiu.
b) Ampemét đin đng: thng dùng đ đo dòng đin  min tn s cao hn tn
s công nghip (c 400÷2000Hz). Do c cu đin đng là c cu chính xác cao đi
vi tín hiu xoay chiu vì vy ampemét đin đng cng có chính xác cao (0,2 ÷ 0,5)
nên thng đc s dng làm dng c mu.
Có hai loi s đ mch ca ampemét đin đng :
- Khi dòng đin cn đo nh hn hoc bng 0,5A: thì trong mch ca ampemét
cun dây đng và cun dây tnh ghép ni tip vi nhau (H.8.6a).
- Khi dòng đin cn đo ln hn 0,5A: thì trong s đ mch ca ampemét cun
dây đng và cun dây tnh ghép song song vi nhau (H.8.6b).
Các phn t R và L trong s đ này dùng đ to mch bù sai s do tn s và làm
cho dòng đin trong cun dây đng và trong cun dây tnh cùng pha vi nhau.

Hình 8.6. Cách sp xp mch ampemét đin đng:
a) Mc ni tip; b) Mc song song
A: cun dây tnh; B: cun dây đng
Cách m rng thang đo và ch to ampemét đin đng nhiu thang ging nh 
ampemét đin t.
Sai s do tn s ca các ampemét đin t và đin đng  tn s vài kHz đn vài
chc kHz khá ln. Vì vy đ đo dòng đin âm tn ngi ta thng dùng các
ampemét t đin chnh lu.
c) Ampemét chnh lu: là ampemét kt hp c cu ch th t đin và mch chnh
lu bng đit hoc chnh lu bng cp nhit ngu (gi là ampemét nhit đin).
Các mch chnh lu thng gp trong các ampemét chnh lu bao gm: chnh

lu na chu kì: hình 8.7a; chnh lu hai na chu kì: hình 8.7b,c,d. Trong các mch
chnh lu này dùng đit dòng (Si hoc Ge).
- Mch theo hình 8.7b: dòng đin đc chnh lu hoàn toàn và qua c cu ch
th, vì vy h s chnh lu cao.
- Mch theo hình 8.7c: mt phn dòng đin đc chnh lu và qua c cu ch
th, phn còn li  đin tr R, h s chnh lu ca mch không cao.
- Mch theo hình 8.7d: mt phn dòng đin đc chnh lu và qua c cu ch
th, phn còn li qua đin tr R, h s chnh lu ca mch không cao.
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 7
- Nói chung các ampemét chnh lu chính xác không cao vì h s chnh lu
thay đi theo nhit đ, trong đó khi nhit đ thay đi, đin tr thun và ngc ca
đit thay đi không nh nhau (c th khi nhit đ tng, đin tr ngc ca đit
gim nhiu hn so vi đin tr thun). Dn đn h s chnh lu ca đit s gim.

Hình 8.7. Các dng ampemét chnh lu
- Cách bin đi đ khc đ Ampemét chnh lu theo tr hiu dng: vi cách
b trí các s đ chnh lu, các ampemét chnh lu s ch giá tr trung bình ca dòng
xoay chiu, nhng thông thng các dng c đin t, đin đng đo dòng xoay
chiu đc khc đ theo giá tr hiu dng vì vy đ thng nht v khc đ các dng
c đo xoay chiu thì các ampemét chnh lu cng phi khc đ theo tr hiu dng.
Cách bin đi đ khc đ Ampemét chnh lu theo tr hiu dng nh sau:
Phng trình đc trng ca c cu t đin:
)/(
.
D
W

D
W

.
D
W
.btr
tbtb
II
ISB
I
I
I
SB
I
SB
===
α

gi:
dtrb
kII
=
/ là h s hình dáng ca dòng đin
d
D.k
W.I SB
=⇒
α

Nh vy khi khc đ đ ly giá tr hiu dng thì thang đo phi chia cho h s k
d
.

Nu dòng đin có dng sin thì k
d
= 1,11
- Mt s s đ Ampemét t đin chnh lu (H.8.8a,b)

Hình 8.8. Bù tn s  ampemét chnh lu:
a) Bù bng cun cm trong ampemét chnh lu đo dòng nh.
b) Bù bng đin dung trong ampemét chnh lu đo dòng ln.
̇ o dòng nh (bng hoc nh hn dòng qua c cu ch th mt ít): mc
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 8
mch chnh lu ni tip vi c cu ch th và mc trc tip vào mch đo,
không cn sun.
̇ o dòng ln hn dòng qua c cu ch th: mc c cu song song vi sun
(H.8.8).  đây sun làm nhim v m rng gii hn đo dòng, đng thi va đ
bù sai s do nhit đ và tn s.
Trong s đ hình 8.8a: R
CU
đ bù nhit đ, còn L đ bù tn s.
Trong s đ hình 8.8b: dùng C đ bù sai s do tn s.
Ngày nay thng ch to các dng c chnh lu tng hp: va đo dòng, áp mt
chiu, xoay chiu và đin tr nh b đi ni. Các dng c này có nhiu thang đo v
dòng, áp, đin tr nh có s dng các sun; đin tr ph nhiu giá tr khác nhau.
Ví d thang đo v dòng đin t 3mA đn 6A; v đin áp t 75mV đn 600V
(thang 75mV ch đo áp mt chiu); v đin tr t 500
Ω
đn 5M
Ω

Thang đo ca dng c chnh lu vi đin xoay chiu và đin mt chiu khác

nhau. Do đc tính V.A ca  dòng đin xoay chiu nh là phi tuyn nên phn đu
thang đo (10 ÷ 15%) không đu.
- u đim c bn ca dng c chnh lu bng đit: là đ nhy cao, tiêu th
công sut nh, có th làm vic  tn s cao (không có mch bù tn s có th dùng 
tn s 500 đn 2000Hz); có mch bù tn s có th dùng đn 50kHz vn đm bo
chính xác.
- Nhc đim: là chính xác không cao (khong cp 1,5 ÷ 2,5), các ampemét
chnh lu thng khc đ theo tín hiu sin. Nu dùng các ampemét này đo dòng
đin không sin thì s xut hin sai s hình dáng.
d) Ampemét nhit đin: cng là ampemét chnh lu vì nh cp nhit ngu đã
bin dòng đin xoay chiu thành mt chiu cu to nh hình 8.9:

Hình 8.9. Ampemét nhit đin.
- Nguyên lý làm vic ca Ampemét nhit đin: khi có dòng đin xoay chiu I
X

chy qua si dây dn làm dây này b đt nóng. Nhit đ ca dây dn là:
T
0
= k
0
I
2
X

vi k
0
là hng s, ph thuc nhit dung dây dn.
Nhit đ này làm nóng đu công tác ca cp nhit ngu,  đu t do ca nó s
xut hin sc đin đng nhit:

E
t
= k
1
.T
0
= k
1
k
0
I
2
X
= k
2
I
2
X

(k
1
cng là hng s ph thuc vt liu và mt s tính nng ca cp nhit ngu).
Hai đu t do ca cp nhit ngu đc ni vi c cu ch th t đin nên sut
đin đng E
t
đc đt lên c cu này sinh ra dòng đin qua c cu làm kim ch lch
mt góc α :
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 9
nct

t
Rr
E
SB
I
SB
+
== .
D
W
.
D
W
0
α

vi: I
0
: dòng đin qua c cu ch th
R
n
: đin tr cp nhit ngu
r
ct
: đin tr ca c cu ch th.
T đó có quan h gia góc quay (đ ch ca ch th) và dòng đin cn đo:
2
2
2
.

.
.
D
W
X
nct
X
IK
Rr
IkSB
=
+
=
α

 tng sc đin đng nhit E
t
nhm d dàng nhn bit kt qu đo bng ch th
t đin, ngi ta thng mc ni tip các cp nhit ngu vi nhau hoc thông qua
mt b khuych đi mt chiu.
- u đim ca ampemét nhit đin: là cho phép đo dòng đin  tn s cao; di
tn làm vic rng (t mt chiu đn hàng trm MHz).
- Nhc đim ca ampemét nhit đin: có sai s ln, kh nng qua ti kém,
công sut tn hao ln.
8.3. o dòng đin nh.
o dòng đin nh tc là dòng I
X
<< I
ct
(dòng qua c cu ch th); thng I

X
c
10
-5
A ÷10
-10
A.  đo đc dòng này cn phi có các thit b có đ nhy cao. Hin
nay vic nâng cao đ nhy, h thp ngng nhy và khuch đi n đnh, chính xác
cao cng còn gp nhiu khó khn.
Thng gp các dng c đo dòng đin nh nh:
- in k c đin
- in lng k
- Các dng c đin t mà thành phn c bn là các b khuch đi mt chiu,
xoay chiu, chnh lu kt hp vi ch th c đin (t đin).
8.3.1. in k t đin có khung quay:
Dùng đ đo dòng đin rt nh; có đ nhy cao.
Da vào c cu và phng trình đc trng ca c cu ch th t đin:
I
SB
.
D
W
=
α

có th nâng đ nhy bng các bin pháp sau:
- Tng t cm B: bng cách dùng nam châm có kích thc ln làm bng vt liu
có t d và nng lng t ln (B đt đn 0,4 Tesla).
- Gim h s xon ca lò xo (gim D): bng cách dùng dây treo mnh, kích
thc dài.

Tuy nhiên khi D gim thì tn s dao đng ca khung dây s gim; thi gian đo s
b kéo dài, khó thc hin phép đo. Trong trng hp này cn phi quan tâm đn đc
tính đng ca phn đng c cu. c tính này đc xác đnh bi tng quan gia
hng s dng c (nghch đo ca đ nhy) vi đin tr đin ngoài.
Thng chn đ nhy đm bo sao cho đin tr mch ngoài  giá tr ti hn thì
thi gian dao đng s ngn nht.
- Dùng h thng quang hc: đ tng khong cách t b phn đng đn thang
chia đ đ tng đ nhy ca dng c đo.
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 10
Bng cách s dng các bin pháp trên đây mi đt đc đ nhy ca đin k c
10
-12
÷ 10
-14
A/m.
Ví d v đin k t đin có khung quay (H.8.10):

Hình 8.10. in k t đin có khung quay dùng h thng quang hc:
1. Khung dây; 2. Dây treo
3. Gng phn chiu; 4. Dây không mômen
Dòng đin cn đo đc dn vào khung dây (1) trc tip nh dây treo (2) và dây
không mômen (4).
Dùng dây treo (2) và gng (3) cùng h thng quang hc (gng, đèn chiu
sáng) đ tng đ nhy. H thng đèn chiu sáng phát ra chùm tia sáng chiu lên
gng (3) và phn chiu lên thang chia đ đ ly s đo - đây là nguyên lí ca đin
k gng.
Hng s ca đin k gng vi cu trúc loi này ph thuc vào khong cách
gia gng và thang chia đ. Thng tính khong cách t gng đn thang chia đ
là 1m.

8.3.2. Tng đ nhy bng khuch đi đin t:
Trng hp này ch yu dùng các mch khuch đi bán dn, vi đin t
Trong đo lng các mch khuch đi đc dùng vi các mc đích :
- Tng đ nhy v dòng, áp, tc là gim đin tr vào trng hp đo dòng và
tng đin tr vào trng hp đo áp.
- Nâng cao đc tính tn ca các thit b đo.
u ra ca các dng c có khuch đi đin t đc ni vi các c cu t đin (
dng micrôAmpemét 50 ÷ 100µA). Vì vy vn đ ch yu  đây không phi là h
s khuch đi mà là bin pháp gim ngng nhy tc là phi s dng các mch có
các đc tính: ít nhiu, ít trôi đim không, có quan h vào ra tuyn tính
Nhc đim ca khuych đi bán dn là nhiu đu vào ln, không h thp đc
ngng nhy ca dòng hoc áp vào.
Thng dùng các b khuch đi vi sai bng vi đin t vì công ngh vi đin t
bo đm hai bán dn đng nht. Ngoài ra còn dùng khuch đi mt chiu có điu
ch (vi nhiu đu vào c 5-10 micrôvôn hoc nanôampe) cng có th điu ch
bng bán dn trng đ tng đin tr đu vào.
8.3.3. Khuch đi đin k:
Khuch đi đin t và vi đin t có ngng nhy cao và n đnh thp, vì vy đ
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 11
gim ngng nhy và tng đ n đnh ngi ta dùng khuch đi đin k kiu bù.
ây là thit b kt hp gia khuch đi đin t và đin k c đin.
S đ khi ca khuch đi đin k kiu bù nh hình 8.11:

Hình 8.11. S đ khi ca khuch đi đin k kiu bù:
1. C cu s cp (đin k)
2. Chuyn đi đo lng
3. Khuch đi đin t
4. C cu th cp ( thng là c cu ch th
t đin di dng micrôAmpemét)

a) Nguyên lí làm vic: đi lng đin cn đo (X) đc đa vào khuch đi đin
k; đu tiên qua c cu s cp, c cu này thòng là mt đin k có đ nhy cao,
bin đi đi lng đin (X) thành di chuyn góc (α); qua b bin đi đo lng,
chuyn α thành đi lng đin (X
1
) đa vào khuch đi đin t ri đn b phn ch
th kt qu đo (4).
 nâng cao n đnh ca h thng đo, ngi ta dùng phn hi (β) t đu ra v c
cu s cp.
Trong khuch đi đin k, b chuyn đi đo lng đóng vai trò khá quan trng.
Vì vy theo các loi chuyn đi ta chia khuch đi đin k thành: khuch đi đin
k cm ng, khuch đi đin k quang nhit, khuch đi đin k nhit đin, khuch
đi đin k tnh đin
Sau đây xét mt s ví d v cu to, nguyên lí ca khuch đi đin k:
b) Khuch đi đin k cm ng (H.8.12):

Hình 8.12. Khuch đi đin k cm ng:
1. in k t đin
2. Cun dây cm ng
3. Chuyn đi cm ng

Dòng đin I
X
cn đo đc đa vào đin k t đin làm cho khung quay ca đin
k lch so vi v trí ban đu mt góc α; cun dây cm ng (2) ca chuyn đi cm
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 12
ng (3) đc ni vi khung quay đin k nên cng lch mt góc α. ng thi cun
dây cm ng khi dch chuyn s ct đng sc ca chuyn đi cm ng làm sinh ra
sc đin đng cm ng trong cun dây (2). Sc đin đng cm ng này đc

chuyn đn khuch đi đin t, chnh lu và đn c cu ch th. Mt phn áp  đu
ra chnh lu đc đa v bù li  đu vào đ tng đ n đnh  h thng đo.
c) Micrô Ampemét nhit đin dùng khuch đi đin k quang đin (H.8.13):

Hình 8.13. Khuch đi quang đin k
Cu to ca thit b gm 3 b phn chính:
- Cp nhit ngu (chuyn đi nhit đin loi tip xúc).
- Khuch đi đin k quang đin, bao gm: đin k gng (5) đc chiu sáng
nh đèn si đt (4) và tia sáng t gng li phn chiu lên hai quang đin tr mc
mch vi hai ngun sc đin đng to áp bù U
k
.
- MicrôAmpemét t đin: làm nhim v ch th kt qu đo.
MicrôAmpemét nhit đin hot đng nh sau: dòng đin cn đo I
X
qua dây đt
ca cp nhit ngu làm xut hin sc đin đng nhit E
X
 đu t do ca cp nhit.
E
X
đc so sánh vi U
k
.
Nu E
X
≠ U
k
thì trong mch đin k gng có dòng đin chy qua, s làm lch
tia sáng t đèn đn gng và đn hai quang đin tr (Q). Cu to bi hai quang

đin tr Q và hai ngun sc đin đng e mt cân bng, làm thay đi dòng qua R
k

và qua µA.
Khi E
X
= U
k
khung quay (gng) ca đin k s đng yên. Giá tr R
k
không đi;
dòng qua nó t l vi E
X
tc là t l vi dòng I
X
. Vì vy ngi ta khc đ
micrôAmpemét theo giá tr ca dòng cn đo I
X
.
Nh s dng đin k có đ nhy cao và s đ có mch bù nên micrôAmpemét
này có đ nhy khá cao. ng thi đ ch ca micrôAmpemét không ph thuc vào
tính cht ca đèn chiu sáng, s dao đng ca ngun cung cp và các thông s ca
t bào quang đên.
8.4. o dòng đin ln.
8.4.1. o dòng mt chiu ln:
Ta có th dùng các phng pháp và thit b đo nh sau:
a) Ghép song song các sun: dòng đin cn đo là:
I
X
= I

1
+ I
2
+ + I
i
+ + I
n

GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 13
vi: I
1
; I
2
; dòng đin đnh mc ghi trên sun
R
1
; R
2
; đin tr sun tng ng
r
1
; r
2
; ; r’
1
; r’
2
; các đin tr đc mc tng ng vi R
1

; R
2
;
trong mch áp theo quan h:
i
i
R
r
R
r
R
r
===
2
2
1
1
sao cho dòng qua các r
i
r’
i
rt nh so
vi dòng qua sun.

Hình 8.14. o dòng đin mt chiu ln bng cách ghép song song các sun
Tin hành đo U
0
là đin áp ri trên các sun, bng phng pháp gián tip ta s đo
đc dòng đin cn đo:
∑

=
=
n
i
i
X
R
UI
1
0
1
.
phng pháp này đn gin nhng không an toàn cho ngi s dng.
b) o t trng sinh ra xung quanh dây dn: quan h gia t cm B và dòng
đin qua dây dn là:
X
0
IWB
δ
µ
=
vi: I
X
: dòng đin chy trong cun dây to ra lc t F
B : t cm
W : s lng vòng dây qun trên mch t.
δ : khong cách gia hai cc ca mch t h (khe h không khí)
S : Tit din ca cc t
µ
0

: H s thm t ca không khí.
nh vy có th đo t cm B ri suy ra dòng đin I
X
.
Mun đo dòng I
X
phi to mch t tr hình xuyn và lng dây dn qua mch t
này (H. 8.15):

Hình 8.15. Nguyên lý cu to dng c đo dòng
đin bng cách đo t trng xung quanh dây dn:
1. Mch t hình xuyn
2. Dây dn có dòng cn đo I
X
chy qua
3. Khe h không khí
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 14

Mch t hình xuyn đc to bi vt liu t mm (có µ ln) đ cho t tr ca
mch t (r
m
) nh hn nhiu so vi t tr R
m
ca khe h không khí, có th b qua r
m
.
Khi dòng I
X
chy trong dây dn thì trong khe h không khí (nh chng minh

trên) s có t cm B, vi mch t nht đnh thì:
W = const; µ
0
= const; δ = const
X
.IkB
=
vi constWk == .
0
δ
µ

nh vy bng ccáh đo t cm B có th suy ra dòng đin cn đo I
X
.
Thng t cm B đc đo bng các thit b đo t hoc bng chuyn đi Hall.
Sai s ch yu ca phng pháp này ph thuc vào tính cht phi tuyn ca lõi
st t. Nu đo t cm B bng phng pháp cng hng t ht nhân thì chính xác s
rt cao (0,01%).
c) o dòng đin mt chiu ln bng bin dòng mt chiu: bin dòng mt chiu
da trên c s b điu ch t, tc là da trên s nh hng ca t trng mt chiu
lên lõi st t đc kích thích bi dòng xoay chiu.

Hình 8.16. S đ nguyên lý ca bin dòng mt chiu
- Cu to: bin dòng mt chiu (H.8.16) gm hai lõi hình xuyn I, II làm bng
vt liu st t (pecmaloi) có h s thm t µ ln. Trên đó qun hai cun dây W
1
và
W
2

. Cun W
2
qun trên lõi st II ngc chiu vi W
1
qun trên lõi xuyn I. W
1
mc
vào mch mt chiu có dòng cn đo I
X
chy qua; W
2
mc vào mch xoay chiu U
2
.
- Nguyên lý làm vic: dòng mt chiu cn đo I
X
chy trong W
1
to ra sc t
đng I
X
W
1
trong c hai lõi (I) và (II) (theo chiu nh hình v). Dòng i
2
chy trong
W
2
to ra trong hai xuyn (I) và (II) sc t đng i
2

W
2
(theo chiu nh hình v  na
chu k đu).
Cng đ t trng trong hai lõi xuyn (I) và (II) đc xác đnh theo đnh lut
dòng toàn phn :
l
F
H
1
1
= ;
l
F
H
2
2
=
vi: F
1
; F
2
: sc t đng tng trong tng lõi xuyn (I) và (II)
l : chiu dài trung bình ca lõi xuyn.
Trong lõi xuyn (I), chiu ca F
1
và F
2
ngc nhau nên ta có:
l

iI
H
X 221
1
WW
−
=
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 15
Trong lõi xuyn (II), chiu ca F
1
và F
2
trùng nhau nên ta có:
l
iI
H
X 221
2
WW
+
=

Gi s i
2
bin thiên theo dng sin nên khi i
2
= 0 thì trong lõi xuyn ch còn I
X
tác

dng, tc là :
l
I
HHH
X 1
21
W
===

Da vào mi quan h gia cng đ t trng H và t cm B; gia H và đ
thm t µ (H.8.17) đ sét s tác dng ca i
2
trong lõi xuyn và nh hng đn I
X
;
tìm mi liên h gia I
X
và i
2
:

Hình 8.17. Quan h gia cng đ t trng H và t cm B;
gia H và đ thm t
µ
.
Xét trong na chu k dng, dòng i
2
tng; cng đ t trng H
2
s tng còn H

1

s gim. Do mi quan h gia H và µ (H.8.17a) nên khi H
2
tng đn mt phm vi
nào đó đ thm t µ s bng hng s (trong lõi (II) ). Trong khi đó H
1
trong lõi
xuyn (I) s gim đn mt giá tr H
0
(gn đúng H
0
≈ 0; tc là I
X
.W
1
≈ i
2
.W
2
), 
phm vi này, đ thm t µ tng rt nhanh, làm cho đin cm L
2
ca cun dây W
2

(trong xuyn (I) ) cng tng nhanh:
l
S
R

L
m
2
20
2
2
2
W
W
µ
==
đin cm L
2
thay đi làm xut hin sc đin đng cm ng E
C
trong cun dây:
dt
dL
iE
C
2
2
.−=

E
C
có hng ngc vi U
2
làm cho i
2

không tng đc na mà phi có giá tr
tha mãn điu kin:
I
X
.W
1
≈ i
2
W
2

X
Ii .
W
W
2
1
2
=⇒
Nh vy nu dùng ampemét đo dòng xoay chiu i
2
s suy ra đc dòng mt
chiu cn đo I
X
. Và ging nh bin dòng xoay chiu: t s W
1
/W
2
là h s bin dòng
mt chiu.

- u đim ca phng pháp dùng bin dòng mt chiu: bo đm an toàn cho
ngi s dng; thay đi thang đo d dàng bng cách thay đi s lng vòng dây.
Ngày nay đã ch to đc bin dòng mt chiu vi đnh mc t 15÷17 kA; cp
chính xác đn 0,5.
GIÁO ÁN_K THUT O LNG CHNG 8. O DÒNG IN
GV: Lê Quc Huy_B môn T-L_Khoa in 16
8.4.2. o dòng xoay chiu ln:
 đo dòng đin xoay chiu ln thì phng pháp thông dng nht là s dng các
ampemét kt hp bin dòng xoay chiu.
Trong các ampemét đin t, sc t đng ti đa F = I.W là 200(ampe.vòng), nh vy
nu s dây là mt thì có th đo đc dòng ti đa là 200A. Mun đo dòng ln hn
200A phi dùng các ampemét đin t, đin đng kt hp vi bin dòng.
Bin dòng cng ging nh bin áp đo lng: lõi thng là hình xuyn bng thép
k thut đin, trên có qun hai cun dây: s cp W
1
và th cp W
2
(H.8.18a):

Hình 8.18. a) Nguyên lý cu to ca bin dòng
b) Cách mc ampemét kt hp vi bin dòng.
thng dòng s cp I
1
ln nên s lng vòng dây W
1
ít hn s lng vòng dây W
2
.
Bin dòng làm vic  ch đ bin áp ngn mch vì đin tr trong R
A

ca
ampemét thng nh, ta có:
I
k
W
W
I
I
WIWI ==⇒=
1
2
2
1
2211

vi k
I
gi là h s bin dòng. Thng bin dòng đc ch to sn có dòng th cp I
2

đnh mc và h s bin dòng k
I
thay đi ph thuc vào dòng s cp I
1
vi các thang
bin dòng nht đnh.
Ví d : bin dòng YTT-S ca Liên Xô (c) có : I
2
= 5A còn I
1

=15A ;30A; 100A;
200A; 400A; 500A; 600A.
ng vi mi dòng I
1
s có k
1
nht đnh.  đo dòng đin xoay chiu ln, phi
kt hp bin dòng và ampemét xoay chiu có thang đo phù hp vi dòng th cp I
2

ca bin dòng.
Ví d : I
2đ.m
= 5A thì phi chn ampemét có thang đo I
đ.m
= 5A.
Mc bin dòng và Ampemét vào mch đo nh hình 8.18b.
c kt qu phép đo trên ampemét (I
2
) kt hp vi h s bin dòng ta s đc
dòng cn đo:
I
1
= k
1
.I
2

Sai s ca phép đo ph thuc sai s ca c bin dòng và sai s ca ampemét.