Bai 3 Do cac dai luong dien co ban

Bài 3

ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN CƠ BẢN

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


Nội dung

1. Đo các đại lượng U, I.
2. Đo các đại lượng R, L, C.
3. Đo các đại lượng tần số, công suất và điện năng.

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


1. Đo các đại lượng U, I
1.1. Đo dòng điện


Dụng cụ được sử dụng để đo dòng điện gọi là ampe kế hay ampemet.



Công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt, điện trở của ampe kế càng nhỏ càng tốt và lý
tưởng là bằng 0.



Làm việc trong một dải tần cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo.



Mắc ampe kế để đo dòng phải mắc nối tiếp với dòng cần đo.
Ampe kế có nhiều loại khác nhau, có thể phân loại theo các cách sau:

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP






Nếu chia theo kết cấu ta có:


+ Ampe kế từ điện.



+ Ampe kế điện từ.



+ Ampe kế điện động.



+ Ampe kế nhiệt điện.



+ Ampe kế bán dẫn.

Nếu chia theo loại chỉ thị ta có:


+ Ampe kế chỉ thị số (Digital).



+ Ampe kế chỉ thị kim (Analog).

Nếu chia theo tính chất của đại lượng đo, ta có:
+ Ampe kế một chiều.
+ Ampe kế xoay chiều.

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


1.1.1. Đo dòng điện một chiều



Các cơ cấu đo từ điện, điện từ và điện động có thể đo dòng một chiều trực tiếp 
ampe mét một chiều



Để đo các dòng điện lớn, cần mở rộng thang đo



Phương pháp mở rộng thang đo dòng điện một chiều là dùng điện trở shunt mắc
song song với CCĐ

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


Mở rộng

thang đo

dòng điện

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP



Rm – điện trở trong của CCĐ



Imax – dòng điện tối đa của CCĐ



It – dòng điện tối đa của thang đo

20/28

Mở

rộng

thang đo



Imax – dòng điện tối đa của CCĐ



It – dòng điện tối đa của thang đo

dòng điện: Ví dụ

với Imax = 50 μA; Rm = 1 kΩ; It = 1 mA Hãy tính điện trở
shunt?

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


Mở



rộng

thang đo

dòng điện

Đối với ampe mét có nhiều thang đo, cần dùng nhiều điện trở shunt

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


1.1.2. Đo dòng điện xoay chiều




Đối với cơ cấu đo từ điện:



Ampe mét xoay chiều thường sử dụng CCĐ từ điện (do độ chính xác cao)



Cần chỉnh lưu dòng AC thành dòng DC

Đối với cơ cấu đo điện từ và điện động:




Đo trực tiếp dòng AC, không cần chỉnh lưu

Mở rộng thang đo:
 Sử dụng điện trở shunt
 Sử dụng biến dòng đo lường

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


Chỉnh lưu bằng điốt


Giá trị trung bình của dòng điện chỉnh lưu
T

I cltb
Chỉnh lưu nửa chu kỳ

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

1

= T ∫ i(t)dt
0

Chỉnh lưu cả chu kỳ


Mở

rộng

thang đo

dòng điện

xoay chiều

Mở rộng thang đo dòng điện AC bằng
shunt

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Mở rộng thang đo dòng điện AC bằng
biến dòng đo lường


Mở

rộng

thang đo
Ví dụ



Dòng tối đa của cơ cấu đo là Imax = 1 mA



Điện áp trên điốt là VD = 0,6 V



Điện trở trong của CCĐ là Rm = 50 Ω

Hãy tính shunt để có thể đo được dòng (hiệu dụng) Iđo = 100 mA ?



Dòng qua điốt



Ta có

Icltb = 0,318


I

s

=I

do

−I

hd max

=  100mA −



KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

1mA

2Ihd


 = 97,8mA

0,318

2

dòng xoay chiều:


1.2. Đo điện áp


Dụng cụ được sử dụng để đo điện áp gọi là volt kế hay Voltmeter.



Điện trở của vôn kế càng lớn càng tốt và lý tưởng là bằng ∞.



Làm việc trong một dải tần cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo.



Vôn kế luôn được mắc song song với đoạn mạch cần đo.

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP






Nếu chia theo kết cấu ta có:


+ Vôn kế từ điện.



+ Vôn kế điện từ.



+ Vôn kế điện động.



+ Vôn kế nhiệt điện.



+ Vôn kế bán dẫn.

Nếu chia theo loại chỉ thị ta có:


+ Vôn kế chỉ thị số (Digital).



+ Vôn kế chỉ thị kim (Analog).

Nếu chia theo tính chất của đại lượng đo, ta có:
+ Vôn kế một chiều.
+ Vôn kế xoay chiều.

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


1.2.1. Đo điện áp một chiều


Nguyên lý đo: biến đổi điện áp thành
dòng điện đi qua cơ cấu chỉ thị



Mở rộng thang đo điện áp: sử dụng điện trở phụ mắc nối
tiếp với CCĐ



Rm – điện trở trong của CCĐ



Imax – dòng điện tối đa của CCĐ



Iđo – dòng điện tối đa của thang đo

I do =

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

V

do

Rs + Rm

≤

I

m ax


Mở

rộng

thang đo
một chiều: ví dụ



CCĐ từ điện có Imax = 100μA; Rm = 0,5kΩ



Hãy tính điện trở phụ cho 3 thang đo V1 = 2,5V; V2 = 10V; V3 = 50V





Ở thang đo V1 = 2,5V

Để vôn mét có ĐCX cao, nên chọn sai số của điện trở
R1, R2, R3 ≤ 1% độ nhạy Ω/VDC của vôn mét

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

điện áp


Mở

rộng

thang đo
một chiều: ví dụ





Ở thang đo V2 = 10V

Ở thang đo V3 = 50V

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

điện áp


1.2.2. Đo điện áp xoay chiều




Đối với cơ cấu đo từ điện:



Cần chỉnh lưu điện áp AC thành điện áp DC



Sử dụng bộ biến đổi nhiệt điện

Đối với cơ cấu đo điện từ, điện động:



Mở rộng thang đo dùng điện trở phụ như đo điện áp
một chiều



Đối với cơ cấu đo tĩnh điện:
 Thường không mắc điện trở phụ

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


2. Đo các đại lượng R, L, C
2.1. Đo giá trị điện trở



Dụng cụ được sử dụng để đo điện trở gọi là Ôm kế hay Ohmmetter.

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


2.1.1. Đo điện trở bằng vôn mét và ampe mét

Sơ đồ đo điện trở R dựa trên định luật Ôm. Mặc dù có thể sử dụng các dụng cụ đo chính xác
nhưng giá trị điện trở nhận được bằng phương pháp này có thể có sai số lớn do phụ thuộc cả vào sai
số của vôn mét và ampe mét.

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


2.1.2. Đo điện trở bằng Ômmét
- Ômmét mắc song song:

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


- Ômmét nhiều thang đo:

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


- Đo điện trở lớn bằng Megomet:

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


- Megomet thông thường:

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP


2.2. Đo giá trị điện cảm

KHOA ĐIỆN CÔNG NGHIỆP