Thí nghiệm kĩ thuật điện trên môđun UEE1

Đặt một môi trờng dẫn điện vào điện trờng các hạt mang điện trái dấu nhauchuyển động theo các chiều ngợc nhau .Tuy nhiên sự di chuyển của điện tích âmtheo một chiều nào đó tơng đơng với

Hà THị mỹ linh

trên bảng mạch modul ueei

Khoá luận tốt nghiệp đại học

chuyên ngành :Điện tử viễn thông

Vinh-2004 Mục lục Nội dung Trang Mở đầu……… ….1

Chơng I: Đại cơng về dòng điện ……… … 3

1.1 Dòng điện và những đại lợng đặc trng của dòng điện….… 3

1.2 Định luật Ôm đối với đoạn mạch thuần trở……… 7

1.3 Định luật Ôm đối với đoạn mạch có nguồn……… 10

1.4.Định luật Ôm đối với toàn mạch Suất điện động……… 10

1.5.Công và công suất của dòng điện Định luật Jun- len xơ…… 12

1.6 Các định luật Kiếc sôp……… … 13

1.7 Định luật Ôm đối với dòng xoay chiều……… …… .15

Chơng II: Dụng cụ đo lờng- Đồng hồ đo điện vạn năng……… 19

2.1 Khái niệm chung về đo lờng và dụng cụ đo……… 19

2.2 Nguyên lý các mạch đo dòng điện và điện áp một chiều…… …19

2.3 Nguyên lý các mạch đo dòng điện và điện áp xoay chiều… … 22

2.4 Nguyên lý các mạch đo điện trở……… …… 22

Chơng III: Khái quát chung bảng mạch UEE I……… …26

3.1 Mục đích và nội dung của bảng mạch UEE I ……… ….26

3.2 Những mạch điện đợc tạo ra từ bộ modul UEEI……… …26

Chơng IV: Xây dựng thí nghiệm điện trên cơ sở modul UEE I… …36

4.1 Mạch điện nối tiếp, song song và nguyên lý xếp chồng……… 36

4.2 Nguồn điện trong mạch một chiều và truyền năng lợng … ……39

4.3 Nghiệm lại định luật Ôm và định luật Kiêc sôp……… …43

Kết luận……… ………51

Lời cảm ơn……… ……52

Tài liệu tham khảo……… …53

Mở đầu

Vật lí học là một khoa học về thực nghiệm, do đó ở các trờng phổ thông và các trờng dạy học có liên quan tới vật lí học thì các phòng thí nghiệm về chuyên ngành của vật lí (nh cơ, nhiệt, điện, quang, kĩ thuật nhiệt, kĩ thuật điện ) là không thể thiếu đợc Nhng hiện nay ở nớc ta tình trạng dạy chay, học chay các môn học nói chung và môn vật lí nói riêng đang diễn ra phổ biến ở các trờng dạy học Các trờng có chăng dụng cụ thí nghiệm thì cũng cha đầy đủ các bài thí nghiệm cấu thành bộ thí nghiệm của mỗi ngành học trong vật lí học

Kĩ thuật điện là một ngành kĩ thuật ứng dụng các hiện tợng điện từ để biến

đổi năng lợng, đo lờng, điều khiển,xử lí tín liệu bao gồm việc tạo ra biến đổi và

sử dụng điện năng, tín hiệu điện từ trong các hoạt động thực tế của con ngời Kĩthuật điện đợc vận dụng vào trong dạy học là các thí nghiệm kiểm nghiệm lại líthuyết, định luật đã học về dòng điện.Với mục đích chủ yếu là giúp học sinh ,sinhviên ,củng cố khắc sâu lí thuyết, làm quen với các mạch điện, biết cách sử dụngmột số dụng cụ đo thông thờng, biết vận hành một số máy móc phổ biến trong đờisống và biết cách lắp một số mạch điện cơ bản.

Hiện nay, ở phòng thí nghiệm điện của khoa vật lí trờng đại học Vinh đã cónhiều bộ thí nghiệm mới nh modul UEEI, modul UEEII, modul UEE III Đây lànhững bộ thí nghiệm mới và hiện đại nó có thể dùng kiểm tra đợc nhiều kiến thức líthuyết Mỗi bộ thí nghiệm có các chức năng khác nhau và sử dụng với dòng điệnkhác nhau

Bên cạnh, những bộ thí nghiệm đó thì việc xây dựng các bài thí nghiệm là rấtcần thiết.Vì vây, ở đề tài này đã xây dựng các bài thí nghiệm để sử dụng với bộ thínghiệm modul UEE I

Vì những lí do trên cùng với niềm say mê nghiên cứu môn kĩ thuật điện nêntôi chọn đề tài “Xây dựng thí nghiệm điện trên bảng mạch modul UEE I ” để trìnhbày trong cuốn luận văn này

Nhiệm vụ cơ bản của đề tài là nghiên cứu cơ sở lí thuyết về dòng điện không

đổi, dụng cụ đo lờng và nội dung các định luật cơ bản của dòng điện Nghiên cứucác kiến thức lí thuyết sau đó xây dựng thành các bài thí nghiệm để phù hợp với ch-

ơng trình

Với hy vọng rằng đề tài hoàn thành sẽ góp phần cho phòng thí nghiệm kĩ thuật

điện đầy đủ thêm các bài thí nghiệm và tạo điều kiện tốt hơn cho việc học tập vàrèn luỵên cho các bạn học sinh, sinh viên trong các khoá học sau

Với cấu trúc gồm 4 chơng:

Chơng I : Đại cơng về dòng điện

Chơng II: Dụng cụ đo lờng- Đồng hồ đo điện vạn năng

Chơng III: Khái quát chung bảng mạch UEE I

Chơng IV : Xây dựng thí nghiệm trên cơ sở modul UEE I

`

1.1.1 : Khái niệm dòng điện dòng điện không đổi–

Ta gọi dòng các hạt mang điện chuyển động là dòng điện Dòng điện đợc tạo

thành bởi nhiều nguyên nhân khác nhau ở đây ta chỉ xét những dòng điện đợc tạo

thành bởi tác dụng của điện trờng lên các hạt mang điện Ta gọi những dòng điện

đó là dòng điện dẫn hay gọi tắt là dòng điện

Bản chất của dòng điện trong các môi trờng dẫn điện khác nhau là khác nhau Trong kim lọai chỉ có các electron tự do là có thể di chuyển đợc trong nhữngkhoảng có kích lớn hơn rất nhiều so với kích thớc phân tử.Vì vậy bản chất dòng

điện trong các môi trờng đó là dòng các electron tự do

Đặt một môi trờng dẫn điện vào điện trờng các hạt mang điện trái dấu nhauchuyển động theo các chiều ngợc nhau Tuy nhiên sự di chuyển của điện tích âmtheo một chiều nào đó tơng đơng với sự di chuyển của điện tích dơng cùng trị sốtheo chiều ngợc lại Vì vậy ngời ta qui ớc lấy chiều chuyển động của các hạt mang

điện dơng tạo thành dòng điện làm chiều của dòng điện đó.Thành ra chiều củadòng điện trong vật dẫn kim loại ngợc với chiều chuyển động của các electron tựtạo thành dòng điện

Trong đề tài này chúng ta sẽ nghiên cứu những định luật cơ bản của dòng điện

có cờng độ không thay đổi theo thời gian gọi tắt là dòng điện không đổi

1.1.2: Cờng độ dòng điện.

Để đặc trng định lợng dòng điện ngời ta dùng hai đại lợng cơ bản: cờng độdòng điện và mật độ dòng điện

Khi nghiên cứu về cờng độ dòng điện ta xét một diện tích nhỏ bất kì dS nằm

trong môi trờng có dòng điện chạy qua Ngời ta định nghĩa: Cờng độ dòng điện I

chạy qua diện tích dS là một đại lợng vô hớng và đợc xác định bằng điện lợng dq

chuyển qua dS trong một đơn vị thời gian

Khi đã biết đợc cờng độ dòng điện i ta sẽ tính đợc điện lợng q chuyển qua diện tích

dS trong khoảng thời gian t

Trong hệ đơn vị SI thì đơn vị cờng độ dòng điện là ampe –kí hiệu : A; đơn vịcủa điện lợng là culông – kí hiệu : C

Khi đó 1 C = 1A 1s =1 A.s

Chú ý rằng nếu trong môi trờng có cả hai loại hạt điện chuyển động và giả sửtrong thời gian dt, qua diện tích S của vật dẫn dòng hạt điện dơng chuyển qua điệnlợng dq

∫ =

=t dq t idt q

) 3 1 ( 2 1

dt

dq dt

dq

I s

Nói một cách khác, dòng hạt điện âm chuyển động theo một chiều nào đó sẽ tơng

đơng với một dòng hạt điện dơng có cùng độ lớn điện tích nhng theo chiều ngợc lại

Nếu phơng, chiều và cờng độ của dòng điện không đổi theo thời gian thì dòng

điện đợc gọi là dòng điện không đổi Đối với dòng điện không đổi ta có :

Đ1.1.3 Vectơ mật độ dòng điện

Theo định nghĩa nêu trên,cờng đô dòng điện đặc trng cho độ mạnh của dòng

điện đi qua một đơn vị diện tích cho trớc, nhng nó không đặc trng cho độ mạnh củadòng điện tại từng điểm của môi trờng có dòng điện chạy qua Hơn nữa cờng độdòng điện cũng cha cho ta biết đợc phơng chiều dòng điện Vì vậy ngoài cờng độdòng điện để đặc trng cho dòng điện ngời ta còn đa ra đại lơng vectơ mật độ dòng

đặt tại điểm M và vuông góc với phơng chuyển

động của hạt điện dơng đi qua điểm đó, và có trị số bằng cờng độ dòng điện qua

một đơn vị diện tích đặt vuông góc với hớng ấy

Trong hệ SI đơn vị của mật độ dòng điện là ampe trên mét vuông: kí hiệuA/m

2

Khi biết mật dòng điện J ta suy ra cờng độ dòng điện qua diện tích dS

n

vuông gócvới phơng của dòng điện

) 4 1 (

q I It

dt I q

dS n

là hình chiếu của ds trên mặt phẳng vuông

góc với hớng chuyển động của dòng hạt (hớng của J)

S là véc tơ có cùng hớng với pháp tuyến và có trị số bằng diện

tích dS, thì theo định nghĩa của tích vô hớng ta có thể viết :

Và cờng độ dòng điện I qua diện tích S bất kỳ đợc tính theo công thức

Ta tìm mối liên hệ giữa mật độ dòng điện mật độ hạt mang điện n

0

, điện tích q

0của mỗi hạt và vận tốc trung bình v của chúng trong một đơn vị thời gian ,số hạt mang điện đi qua diện tích dS

) ( 1.11 ) Gọi dI là cờng độ dòng điện qua dS

n

ta có

dI q dn n q .v.dSn

0 0

n S

n JS dS J I n

=

= ∫

) 9 1 (

S d J

dI=  

) 10 1 (

∫

=

S

S J

) 12 1 ( 0

0q v n

1q .v n q .v n

tơng ứng là mật độ hạt điện, độ lớn điện tích vàvận tốc (có hớng) trung bình của chúng

Đ1.2 Định luật Ôm đối với mạch thuần trở 1.2.1 Dạng tích phân của định luật Ôm Điện trở.

Định luật Ôm là một trong những định luật về dòng điện đợc tìm ra sớm nhất

Định luật đó đợc thiết lập từ thực nghiệm: Cờng độ dòng điện qua một vật dân kimloại đồng chất tỷ lệ với hiệu điện thế đặt vào vật dẫn đó

(1.14) Công thức (1.14) là dạng tích phân của định luật Ôm.Đại lợng R trong công thức

đó gọi là điện trở của vật dẫn

Trong hệ đơn vị SI , đơn vị của điện trở gọi là Ôm – ký hiệu là Ω

Ôm là điện trở của một vật dẫn khi đặt hiệu điện thế 1V tại hai đầu của vật thì dòng

điện chạy trong vật dẫn có cờng độ 1A

Từ công thức(1.14 ) ta có : 1Ω = 1V/1A

Điện trở của một vật dẫn phụ thuộc vào hình dạng, kích thớc, trạng thái và chấtliệu làm vật dẫn Thực nghiệm cho biết một vật dẫn có dạng hình trụ , chiều dài l,diện tích thiết diện thẳng S thì điện trở của vật dẫn đó đợc xác định theo công thức:

S l

R= ρ ( 1.15 )

1 R

1 R

1 R

1

+

=

) 17 1 ( 1

R

1 R

1 R

ghép với nhau sao cho dòng điện qua R

1.2.2 Dạng vi phân của định luật Ôm

Trong môi trờng có dòng điện tại lân cận

điểm khảo sát ta vẽ tởng tợng một hình trụ có các

đờng sinh song songvới vecto mậtđộ dòng điện j Giả sử một hình trụ có kíchthứơc rất nhỏ

j



dl

ds

dl

ρ

) 18 1 (

1 J

dl

du

ρ

= ρ

σ =1

Gọi diện tích hình trụ là dS và chiều dài là dl theo công thức (1.15) điện trở

dI=J.dS Coi hiệu điện thế đặt vào hai đáy hình trụ đó là dU, ta đợc:

E ( 1.20 )

Đó là dạng vi phân của định luật Ôm

Dạng tích phân của định luật Ôm cho biết mỗi liên hệ của cờng độ dòng điệntrong đoạn mạch và hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch đó

Dạng vi phân của định luật Ôm cho biết mối liên hệ giữa véc tơ mật độ dòng

điện và véc tơ cờng độ dòng điện trờng tại mỗi điểm của môi trờng

Đ1.3 định luật ôm đối với một đọan mạch có nguồn

Xét một đoạn mạch AB trong đó có một nguồn điện với suất điện động ξvà

Trong mạch AB ta thấy công suất điện tiêu thụ trong r dới dạng toả nhiệt

nh-ng đồnh-ng thời nh-nguồn điện lại sản ra cônh-ng suất P

nguồn

= ξI.

Vậy theo định luật bảo toàn năng lợng ta có

dS dl dU dS

dl

dU dR

dU dI

) 22 1 ( ξ

Trong đó

a) +rI khi chiều dòng điện đi từ A đến B và -rI trong trờng hợp ngợc lại

b) +ξ khi đầu A nối với cực dơng và -ξ khi đầu A nối với cực âm của nguồn điện

Xét một mạch điện kín trong đó có dòng điện cờng độ I Để đơn giản ta giảthiết trong mạch có tiết diện S rất nhỏ so với chiều dài của nó

Tại bất kỳ điểm nào của mạch ta cũng có thể viết hệ thức

J.d l= σ

E d l Jdl =σ

E d lvì S rất nhỏ nên có thể viết J= Do đó

dl =σ

E d l ∫ =∫E d l

s

dl

∫Ela d l ( 1 23 )

Do đó tích phân ở vế phải của biểu thức trên có dạng :

∫Ed l=∫E'd l+∫Ela d l=∫Ela d l

ξ =

đợc gọi là suất điện động của mạch điện

Từ các lập luận trên ta thu đợc công thức sau:

1 5.1 Công và công suất của dòng điện

Ta đã biết điện tích q di chuyển từ A đến B đặt dới hiệu điện thế V

A

-V

B

sẽthực hiện công đợc tính bằng biểu thức

A=q(V

A

- VB

) Kết quả đó cũng áp dụng cho cả trờng hợp dòng điện không đổi Trong trờng hợpnày ta có q = It ,còn V

A

- VB

là hiệu điện thế đặt vào đoạn mạch khảo sát Vậy công A của dòng điện cờng độ I trong đoạn mạch dới hiệu điện thế V

A

V

-B

= U, đợc xác định theo công thức A = UIt (1.25)

Từ đó suy ra biểu thức tính công suất P của dòng điện P=UI (1.26)

Theo 1.24 thì ta thấy công và công suất của dòng điện trong mạch điện kín

có thể xác định bằng công thức A= ξIt (1.27)

P =ξI (1.28)

Trong đó ξ là suất điện động đặt trong mạch Đó là các biểu thức tính công

và công suất của nguồn điện

I.5.2 Dạng tích phân của định luật Jun-Len Xơ.

dQ

W =

dV J dS

dl dS J

dQ= 2 ρ = ρ 2

Nếu đoạn mạch đang xét chỉ có điện trở thì thực nghiệm cho biết , khi códòng điện chạy qua điện trở sẽ nóng lên Nhiệt toả ra ở các điện trở gọi là nhiệt Jun– LenXơ Khi điện năng ở đoạn mạch đợc chuyển hoá hoàn toàn thành nhiệt lợngJun – LenXơ thì điện trở trong mạch đợc gọi là điện trở thuần

Từ định luật Ôm đối với đoạn mạch chỉ có điện trở thuần U = RI, ta có côngthức tính nhiệt lợng Jun – LenXơ

Q = RI

2t ( 1.30 )

và công thức tính công suất nhiệt P = RI

2 ( 1.31 )Các công thức 1.30,1.31 biểu diễn định luật Jun – LenXơ và đợc gọi làdạng tích phân của định luật Jun – LenXơ

1.5.3 Dạng vi phân của định luật Jun-Len Xơ.

Từ công thức 1.31 xác định công suất nhiệt toả ra trong toàn bộ đoạn mạch

ta có thể rút ra công thức đặc trng cho sự toả nhiệt tại các điểm khác nhau của vậtdẫn Muốn vậy ta tởng tợng tách ra một hình trụ đủ nhỏ trong một vật dẫn Trongmột đơn vị thời gian nhiệt lợng toả ra trong hinh trụ đó là

dS

dl I dR I

dQ= 2 = 2 ρ

dl: Là chiêu dài đờng sinh

dS: Là diện tích đáy hình trụ

Công thức 1.31 biểu diễn định luật Jun – LenXơ dới dạng vi phân

đi khỏi nút đó Theo định luật bảo toàn dòng điện ta rút ra tổng các dòng điện đi tới A phải bằng tổng các dòng điện đi khỏi A.

Từ đó có thể viết I

2

=I1

-I3

=0 (1.32) Chú ý rằng dòng I

2

đi tới A mang dấu “+”, còn các dòng I

1

, I3

đi khỏi A mang dấu

“-”

Khi đó (1.32) có thể viết dới dạng

Trong đó dòng điện đi tới nút mang dấu “+” , đi khỏi nút mang dấu “-“.Nghĩa là : Tổng đại số những cờng độ dòng điện đi qua một nút phải bằngkhông Đây là nội dung của định luật kiếc sốp I

(1.34)

Đối với dòng điện xoay chiều hình sin ta sẽ đợc:

Nếu ta viết biểu thức (1.34) định luật Kiếc sốp dới biểu diễn dòng điện hình sin bằng vectơ thì ta có

Nếu ta biểu diễn dòng điện xoay chiều hình sin bằng số phức thì ta có thể viết biểu thức (1.34) thành

) 33 1 ( 0

= Ι

i

) 35 1 ( 0

I

n 1 k

1 k

B A

A B

B A

V V R I B AR

V V R I B AR

V V R I B AR

2 2

2 2

1 1

1 1

: :

:

ξ ξ

2 3 3 2 2

1 3 3 1 1

ξ

ξ

−

= +

=

−

R I R I

R I R I

K K

K I

R = Σ ± ξ

± Σ

Đ1.7: Định luật ôm đối với dòng xoay chiều

Hình 1.8

) 42 1 ( cos

C dt

c

c c

Từ định nghĩacủa điện trở ta có thể viết

So sánh (1.37) với (1.38) ta thấy khi tải là thuần trở thì hiệu điện thế giữa 2

đầu đoạn mạch biến thiên điều hoà cùng pha với dòng điện Từ (1.38) ta có

Công thức (1.39) biểu diễn định luật ôm cho đoạn mạch xoay chiều chỉ cóthuần trở

sinωt (1.40)

Từ định nghĩa của điện dung : q

c

= C.vc q

c

= C.V

csinωt (1.41) lấyđạo hàm (1.41) theo thời gian

Đặt Đợc gọi là dung kháng và có đơn vị trong hệ SI là ôm

So sánh (1.40) với (1.43) ta thấy hiệu điện thế ở 2 đầu đoạn mạch chỉ có tụ

điện dao động điều hoà trễ pha hơn dòng điện π/2

sin

t I

i

t R

V R

v i

R R

R R R

V

R =

) 43 1 ( )

2 sin(ω +π

) 47 1 (

sin t

L

V dt

+vCTơng ứng ta có vectơ biểu diển:

C L R

m V V V



+ +

=

ξ

Vì các yếu tố của mạch điện đợc mắc nối tiếp nhau nên dòng i là chung cho chúng, chỉ có hiệu điện thế trên các yếu tố biến thiên theo thời gian với góc pha khác nhau

Ta có

)48.1(cos

L

V tdt L

V di

L

ωω

∫

=

)49.1()

2sin(

)2sin(ω −π = ω −π

) 50 1 ( )

(

)

( ) ( ) (

2 2

2 2

2 2

2

C L

m

C L

C L R

m

X X

R I

ra

suy

IX X

I IR

V V V

− +

=

− +

=

− +

=

ξξ

) 46 1 (

dt

di L

L =

Hình 1.11

C L

Mẫu số (1.50) đợc gọi là trở kháng Z của mạch ở tần số đang xét (1.50) nghĩa

thì hiệu điện thế sớm pha so với dòng

thì hiệu điện thế cùng pha so với dòng điện

2.1.Khái niệm chung về đo lờng và đồng hồ đo.

Đo lờng vô tuyến điện là một chuyên ngành của kỹ thuật vô tuyến, giúpchúng ta xác định các đặc tính điện của điện tử nh dòng điện áp, điện trở, điệndung, điện cảm, tần số điều chế, độ méo không đờng thẳng, hệ số phẩm chất v.v…

để tiến hành nghiên cửu kỹ thuật hoặc khai thác, sửa chữa các thiết bị vô tuyến điện

V V

R

X X

tử, kỹ thuật đo lờng vô tuyến điện còn đợc ứng dụng rộng rãi trong sản xuất vànhiền ngành khoa học kỹ thuật khác.

Cho dù có các thiết bị đo lờng hiện đại, thì công tác nghiên cứu quản lý khaithác hay sửa chữa cũng không thể thiếu đợc các đồng hồ đo đa dụng, mà ta quengọi là đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng là dụng cụ đo lờng thông dụng nhất,

đơn giản nhấn và cũng là dụng cụ đo đầu tay của ngời công nhân và các bộ kỹ thuật

điện và vô tuyến điện tử

Các đồng hồ vạn năng thờng đo đợc điện trở, điện áp một chiều, điện ápxoay chiều, dòng điện một chiều

Sai số: Mục tiêu cuối cùng của bất kỳ một đồng hồ do nào cũng xác định

đựơc trị số của các đặc tính cần đo sao cho chính xác Mặt khác, khi tiến hành đo ờng cũng phải làm sao đo cho đúng để trị số đo đợc gần sát trị số thực Độ chênhlệch giữa trị số thực và trị số đo đựơc gọi là sai số

l-Độ nhạy: l-Độ nhạy của đồng hồ thờng biển thị bằng dòng điện làm cho kim

thỉ thị lên hết thang đo Dòng điện này càng nhỏ thì độ nhạy của đồng hồ càng cao

Độ nhạy tỉ lệ với mật độ từ thông của nam châm vĩnh cửu, số vòng của khung và tỷ

lệ nghịch với lực cản của hai sợi tóc bẹt quấn xoắn ốc

2.2 Nguyên lý các mạch đo dòng điện và điện áp một chiều.

Khi đo thử, sửa chữa và điều chỉnh các thiết bị máy móc, phải biết đựơc mức

điện áp các điểm cần kiểm tra Điện áp và dòng điện ở các điểm đo đợc chỉ hệ sốràng bằng đồng hồ Độ lệch của kim đồng hồ tỷ lệ với dòng điện chạy qua khung.Khi đồng hồ dùng đo dòng điện thì nó đợc đấu nối tiếp vào mạch Còn khi dùng đo

điện áp thì nó đợc đấu song song với mạch đo

2.2.1.Đo dòng điện một chiều.

Điện kế trên là loại đồng hồ nhạy và tinh vi Chỉ cần vài micrô ampe đến vàichục micrô ampe chạy qua khung đã làm cho kim chỉ lệch đi rồi Do đó khi đấubằng đồng hồ vào mạch để đo thì nó ít gây nên tình trạng không bình thờng trongmáy

Nhng đồng hồ đó chỉ đo đợc dòng điện nhỏ Muốn mở rộng để đo đợc cácdòng điện lớn thì phải dùng thêm điện trở sun Sun là điện trở đấu song song vớikhung

Hình (2.1)

Is

Trong mạch hình (2.1) thì Rs là điện trở sun, Rg là điện trở gánh Nó có thể làmột điện trở, một đèn điện tử hoặc một thiết bị nào khác chạy bằng điện một chiều.Dòng điện Ix cần đo đợc chia làm hai phần, một phần chạy qua khung, phần kiachạy qua sun Điện trở sun Rs phải rất nhỏ so với điện trở gánh Rg, để sụt áp trênsun rất nhỏ, không làm ảnh hởng nhiều đến kết quả đo

Điện áp trên sun cũng là điện áp hạ trên khung quay

U =InRm = Is Rs Do đó Rs= m

s

m R I I

Vì dòng điện cần đo Ix=Is+ Im nghĩa là Is = Ix- Im

m m

m x

m s

I I

R R

I I

I R

Nh vậy, muốn chọn điện trở sun thì phải biết các thông số của đồng hồ nh Im,

Rm và trị số tối đa của dòng điện cần đo Ix

Các điện trở sun nhỏ thờng lắp ngay trong đồng hồ Khi đo lờng thì dòng

điện có rất nhiều trị số cần đo, từ lớn đến nhỏ, nên cần phải có nhiều thang đo dòng

điện với nhiều điện trở sun tơng ứng lắp trong đồng hồ Khi đổi thang đo thì đảomạch cũng chuyển từ sun này sang sun khác Nếu có lúc không tiếp xúc thì nguyhiểm cho đồng hồ, vì toàn bộ dòng điện cần đo sẽ qua khung làm cháy đứt dâyquẩn khung

Muốn đảm bảo an toàn cho đồng hồ thì phải dùng sun vạn năng thờng xuyênsong song với đồng hồ Nhng sun vạn năng thờng xuyên song song với đồng hồ lạilàm giảm độ nhạy của đồng hồ

2.2.2.Đo điện áp một chiều.

Điện kế khung quay có cấu tạo nh trên khi đấu song song với mạch cần đothì chỉ có thể trở thành một milivôn met

Muốn mở rộng giới hạn đo chỉ phải dùng các điện trở chính xác đấu nối tiếpvới khung quay Đồng hồ và điện trở phụ Rp mở rộng giới hạn đo, đấu song vớimạch cần đo

Ta có UR=Im.Rp Mặt khác Um=Rm.Im do đó

m

p m

R

R

R U

m m x m

R R R R

I

U I

R I U I

I

U

R = là điện trở vào của đồng hồ

2.3 Nguyên lý các mạch đo dòng điện và điện áp xoay chiều.

Muốn đo dòng điện và điện áp xoay chiều thì các vôn mét hoặc ampe mét mộtchiều phải có thêm bộ nắn điện để chuyển điện xoay chiều thành điện một chiều

Dòng điện xoay chiều đợc nắn thành dòng một chiều, mới làm lệch đợc kimchỉ thị của đồng hồ Nếu không có bộ nắn thì kim sẽ đứng nguyên mà không

chuyển lên đợc

Ngời ta dùng oxýt đồng, xêlên, hoặc điốt bán dẫn để nắn điện xoay chiềucho các

2.4 Nguyên lý các mạch đo điện trở.

Trong các thiết bị truyền thanh dùng rất nhiền điện trở các loại, các cỡ vớidải trị số rất rộng Từ cuộn dây có điện trở vài ôm, đến điện trở cách điện hay điệntrở rò giữa các phiến của tụ điện lên tới hàng trăm mêgaôm Còn các điện trở lẽ thì

có trị số từ vài ôm đến hành chục mêgaôm

Có nhiều phơng pháp đo điện trở Mỗi phơng pháp đo thích hợp với từng cỡtrị số và cho sai số khác nhau Có năm phơng pháp chính nh sau:

U m

Hình 2.3

Rm

2.4.1 Phơng pháp vôn mét.

Phơng pháp nay dùng để đo các điện trở có trị số lớn Muốn đo một điện trởkhông biết trị số thì ngời ta so sánh nó với điện trở vào của vôn met

Đầu tiên chập hai quen đo và đo nguồn Uo, mà điện trở trong của nó có thể

bỏ qua, vì rất nhỏ so với điện trở vào của vôn mét Sau đó chấm hai que đó vào hai

đầu điện trở cầu đo R2 và đọc đợc điện áp Ux

1

2 1

R R

I I

I

m x

x v

v o v

x v

x

U

U R R R

R U

U U R

R U U

Mạch đo đợc trình bày nh hình vẽ Khi đảo mạch s ở vị trí B thì vôn mét chỉ

điện áp U.Điện áp này bằng áp hạ trên miliampe met và Rx

U R

R

U R

+

Hình (2.6)

đấu nối tiếp với điện kế Điện trở phụ đợc điều chỉnh sao cho khi đóng mạch S( nghĩa là Rx =0) thì kim thỉ thị lên hết thang đo.

Dòng điện trong mạch làm kim lên hết thang đo

p m m

R R

U I

+

=

Khi S hở mạch thì dòng điện trong mạch là

x p m m

R R R

U I

+ +

=

Độ chênh lệch của số chỉ thị trong hai trờng hợp đó chính là độ chênh lệchgiữa (Rm + Rp) và (Rm +Rp+Rx) vì U giữ không đổi

Khi đo điện trở trung bình và điện trở cao bằng 1 ôm mét thì điện trở cần đo

đợc đấu nối tiếp với điện kế Khi đo điện trở thấp (dới 1 ôm) thì điện cần đo đấu

nh một điện trở sun của đồng hồ

Hình (2.8)

U

+ -

Mạch điện đợc mắc nh hình vẽ

Thờng có 2 loại cầu: Cầu cân bằng và cầu không cân bằng Trong mạch cầucân bằng ngời ta điền chỉnh nhánh chuẩn (lúc này gọi là nhánh biến trở) hoặc cácnhánh tỷ lệ để điện áp ở hai đầu A và B của cầu bằng nhau Lúc này gọi là cầu đã