thảo luận nhóm đề tài Đo các thông số của mạch điện

ĐO CÁC THÔNG SỐ CỦA MẠCH
ĐIỆN
Nhóm 10
Giáo viên Bùi Hải Đăng
Thành viên Trần Ngọc Hà
Đặng Đức Huy
Trần Mạnh Thắng
4.1 ĐO ĐIỆN TRỞ
•
4.1.1 Đo điện trở bằng Voonmet và Ampeme
Giá trị của R tính bằng:
Có 2 phương pháp mắc : thượng nguồn và hạ nguồn
Phương pháp thượng nguồn: đo các điện trở có giá trị trung
bình và lớn còn hạ nguồn dùng đo điện trở có giá trị nhỏ
I
U
R
A
=
Với cách thượng nguồn
Giá trị của RA : RA =U/I
Giá trị thực của R cần đo :Rx = Rx - RA
Với cách hạ nguồn
Giá trị thực của Rx cần đo là :
V
X
RU
R
11
1
−

=
4.1.2 Đo bằng ôm kế
Khi dùng Ôm kế để đo thì đó là đo nguội ,vì lúc đó điện trở cần đo Rx
không có năng lượng, mạch sẽ sử dụng nguồn năng lượng riêng của nó thường
là nguồn pin 1 chiều.
Khi đó dòng điện trong mạch :

Với Rp :điện trở thuần của khoảng đo
Rc :điện trở của cơ cấu
Khi đó Rx =0:Ic = Icmax
Rx =∞;Ic = 0
xpc
RRR
E
I
++
=
4.2 ĐO ĐIỆN DUNG, ĐIỆN CẢM VÀ HỖ
CẢM
•
4.2.1 Đo điện dung
•
Một tụ điện được xem là lý tưởng khi không tiêu thụ công
suất ( nghĩa là không cho dòng điện một chiều đi qua tụ điện ).
Nhưng trong thực tế do có điện môi nên vẫn có dòng điện rò đi
qua từ bản cực này sang bản cực kia. Vì thế tụ điện vẫn tiêu tốn
năng lượng điện nghĩa là có sự tổn hao công suất . Để đánh giá
sự tổn hao công suất này, người ta thường đo góc tổn hao
a b
Tụ điện có tổn hao nhỏ và tổn hao lớn

R
C
U
C
U
R
U
R
U
C
C
U
U
C
I
U
R
ϕ
δ
I
I
C
U
I
R
ϕ
δ
Đối với tụ có tổn hao nhỏ ( sơ đồ hình a ), ta xác định gốc tổn hao
tgδ theo biểu thức sau
Đối với tụ có tổn hao lớn ( sơ đồ hình b ), ta xác định góc tổn hao

tgδ theo biểu thức sau
Nếu tổn hao điện môi lớn t mắc thêm Watmet
Khi đó điện dung của tụ được tính băng:
Tổn hao công suất do điện môi:
Với δ= gọi là góc tổn hao điện môi
222
2
PIU
I
C
x
−
=
ω
δ
ω
ϕ
sincos
2
x
C
I
UIP
==
ϕ
π
−
2
•
4.2.1.1 Dùng volmet và ampemet

Ta có sơ đồ mắc như hình vẽ.
Tổng trở của tụ điện được xác định nhờ các số đọc của Ampemet
và volmet, nếu tụ điện có tổn hao điện môi nhỏ , ta có điện dung của
tụ điện:
U
I
Cx
CxU
I
Cx
ωω
=⇒==
1
4.2.1.2 Bằng sơ đồ cầu
Cầu đo điện dung tụ điện có tổn hao nhỏ.
Đối với tụ điện có tổn hao nhỏ, người ta sử dụng cầu đo điện
dung. Cầu đo gồm có 4 nhánh trong đó điện trở R1 và R2 là điện trở
thuần còn các nhánh còn lại gồm có các thành phần CX , Rx và điện
trở mẫu RM, CM điều chỉnh được. Hai đỉnh còn lại được mắc một
điện kế G
Khi cầu cân bằng, điện áp ở điện kế G bằng 0. Do đó ta có mối
quan hệ
Cân bằng thành phần thực và thành phần kháng , ta được :
Suy ra
Suy ra
Nhận xét :
Mạch cầu trên không phụ thuộc vào tần số của tín hiệu
Mạch điện trên, ta có thể thay thế điện kế G bằng headphone. Ta điều
chỉnh R1 và R2 cho đến khi headhone không còn nghe tiếng ù nữa thì
dừng lại ( lúc này điện áp đặt lên headphone bằng 0 vôn)

Cầu đo điện dung tụ điện có tổn hao lớn
Lắp mạch theo như hình vẽ, trong đó R1 và R2 là điện trở thuần. RM
mắc song song với CM là điện trở và điện dung mẫu, CX và RX là
điện dung và điện trở của tụ điện cần đo
Khi cầu đo cân bằng Z1 ZX = Z2 ZM
C
M
R
M
R
2
C
X
R
X
R
1
U
G
4.2.2 Đo điện cảm
Theo hiện tượng cảm ứng điện từ, tác dụng của dòng điện cảm
ứng trong mạch điện xoay chiều có cuộn dây là chống lại sự thay đổi
của dòng điện xoay chiều. Sự cản trở này được gọi là cảm kháng XL
Một điện kháng được xem là lý tưởng khi không tiêu thụ công suất.
Nghĩa là chỉ có thành phần điện kháng XL = ωL = 2 πf L. Nhưng
trong thực tế ngoài thành phần điện kháng XL còn tồn tại điện trở
của cuộn dây RL
Điện trở RL càng lớn thì độ phẩm chất của cuộn dây càng kém. Nếu
gọi Q là độ phẩm chất của cuộn dây thì Q được đặc trưng bởi tỷ số
giữa điện kháng XL và điện trở của cuộn dây

Công thức
4.2.2.1 Dùng volmet và ampemet
•
Tổng trở điện cảm
•
Điện cảm
•
Rx được xác định trước, trong trường hợp Rx được xác định bởi watt
kế, ta có:

222
ω
xx
LR
I
V
Z
+==
22
1
xx
RZL
−=
ω
222
2
1
PIV
I
L

x
−=
ω
4.2.2.2 Các mạch cầu đo thông số cuộn cảm
Để đo các thông số XL, RL và Q người ta thường dùng mạch
cầu xoay chiều bốn nhánh
Cầu xoay chiều dùng điện cảm mẫu. Mắc mạch được như sơ
đồ bên Khi đo người ta điều chỉnh các điện trở RM, R1 và R2
để đạt được cân bằng cầu
Ở chế độ cân bằng ta có
L
M
R
M
L
X
R
X
R
1
R
2
G
U
0
Trong đó:
Thay vào biểu thức trên, ta có:
Suy ra
Hay
Suy ra

•
4.2.3 Đo hỗ cảm
a. Đo M dùng vônkế với Ampekế
b. Đo L 2 cuộn dây nối tiếp

Cách đo 1 lần: Như hình a ta có hỗ cảm M = V / I.W

Cách đo 2 lần được như hình b:
Lần đó thứ 2 ta có điện cảm tương đương Lb của 2 cuộn dây
mắc ngược chiều như hình dưới
Đo hỗ cảm bằng cầu cân bằng
Cầu Maxwell: Khi cầu cân bằng, ta có:
jωM1i1 = j(L1+l)ωi2 + R1i2;
jωMxi1 = jωLxi2 + R2i2, nên:
M1/Mx = (j(L1+l)ω +R1)/(jωLx + R2);
Cân bằng phần thực và ảo:
M1/Mx = R1/R2 = (l+L1)/Lx
Thanks for listening to our
presentation
See you again in our next products
Please like & subcribe.