Bài giảng kỹ thuật đo lường: Chương 7: ĐO DÒNG ĐIỆN

Cách mắc ampe kế: để đo dòng phải mắc nối tiếp với dòng cần đo. • Công suất tiêu thụ: càng nhỏ càng tốt, điện trở ampe kế càng nhỏ càng tốt. • Dải tần số làm việc: trong 1 dải tần số cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo.

Chương 7: ĐO DÒNG ĐIỆN

Warm-up session…

t1 KHÁI NIỆM CHUNG

Dụng cụ đo

dòng điện gọi là

Ampe kế hay

Ampemeter

1 CÁC DỤNG CỤ ĐO DÒNG ĐIỆN PHỔ BIẾN

ĐO DÒNG ĐIỆN TRỰC TIẾP

ĐO DÒNG ĐIỆN GIÁN TIẾP

Mắc điện trở sun kiểu nối tiếp

Mắc điện trở sun

kiểu song song

ICT

I RS1

I1 I2 I3

RS2 RS3

rCT

ICT

RS1

I I

2

I3

RS2

RS3

rCT

I1

2 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI ĐO DÒNG ĐIỆN

• Cách mắc ampe kế: để đo dòng phải mắc nối tiếp với dòng cần đo

• Công suất tiêu thụ: càng nhỏ càng tốt, điện trở ampe kế càng nhỏ càng tốt

• Dải tần số làm việc: trong 1 dải tần số cho trước

để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo.

t2 CÁC DỤNG CỤ ĐO

1 ĐIỆN TRỞ SUN

.

1

S

CT

R

CT

I n

I

 : hệ số mở rộng thang đo của

Ampemét

I: dòng điện cần đo

ICT : dòng cực đại mà cơ cấu chỉ thị chịu được

rCT: điện trở trong của cơ cấu chỉ thị từ điện

a Mắc điện trở sun

ICT

I RS

rCT

IS

I RS1

I1 I2 I3

RS2 RS3

1

R

1

S

R n





1

CT

I n

I



3

2

R

1

CT S

n







2

CT

I n

I



3

R

1

CT

r

n



3

CT

I n

I



b Mở rộng thang đo của Ampemét

c Mắc song song các điện trở sun

1 ĐIỆN TRỞ SUN

ICT

RS1

I I

2

I3

RS2

RS3

rCT

I1

1

CT Si

i

r R

n





i i

CT

I n

I



Với

2 BIẾN DÒNG XOAY CHIỀU

W2

i2

W1

i1 • Cuộn W 1 :

I1đm > 400 A  W 1 = 1 << W 2

• Cuộn W 2 :

Tải BI thường có R bé ~ BI luôn làm việc

ở chế độ ngắn mạch

1

k

BI được chế tạo với:

• I2 định mức

• k thay đổi phụ thuộc vào I1, với các thang biến dòng nhất định

K: hệ số biến dòng

3 BIẾN DÒNG MỘT CHIỀU

U 2 ~

W 1 W 1

I x .W 1

I x .W 1

W 2

W 2

I x

i 2

i 2 .W 2

i 2 .W 2

1 2 2 1

-X

I W i W H

l



1 2 2 2

X

I W i W H

l





1

X

I W

l

Lõi xuyến (I): F1 ngược chiều F2

Lõi xuyến (II): F1 cùng chiều F2

Xét nửa chu kỳ dương:

• Mối liên hệ giữa I X và i 2 :

• H2 tăng lên -  = const

• H1 (I) giảm đến H0:H0~0 ↔IXW1~i2W2

→   → L2 [ W2 - (I) ] → xuất hiện EC ngược hướng U2 → i2 không tăng, thõa mãn:

1

1 2 2 2

2

.

W

W

  

t3 ĐO DÒNG ĐIỆN NHỎ

Dòng điện nhỏ:

• Dòng có giá trị Ix<< Ict (dòng qua cơ cấu chỉ thị)

• Ix = 10-5A – 10-10A

 Thiết bị đo cần có độ nhạy cao

Các dụng cụ đo thường dùng:

• Điện kế cơ điện

• Điện lượng kế

• Các dụng cụ điện tử có thành phần cơ bản là các bộ

khuếch đại một chiều, xoay chiều, chỉnh lưu kết hợp với chỉ thị cơ điện (từ điện)

KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN KẾ

Khuếch đại điện kế: là thiết bị kết hợp giữa khuếch đại điện tử và điện kế cơ điện

Sơ đồ khối của khuếch đại điện kế kiểu bù:

1 Cơ cấu sơ cấp (điện kế)

2 Chuyển đổi đo lường

3 Khuếch đại điện tử

4 Cơ cấu chỉ thị

Trong đó:

β

X 1 X 2

4

1

X

Trong đó, bộ chuyển đổi đo lường đóng vai trò quan trọng nên tùy theo các loại chuyển đổi ta phân loại :

• Khuếch đại điện kế cảm ứng

• Khuếch đại điện kế quang điện

• Khuếch đại điện kế nhiệt điện

• Khuếch đại điện kế tĩnh điện,

KHUẾCH ĐẠI ĐIỆN KẾ

MICRO AMPEMÉT NHIỆT ĐIỆN DÙNG KHUẾCH ĐẠI

ĐIỆN KẾ QUANG ĐIỆN

1 Cặp nhiệt ngẫu

2 Khuếch đại điện kế kiểu quang điện

3 Micro Ampemét từ điện – chỉ thị kết quả đo

4 Đèn sợi đốt

5 Điện kế gương

E X

U K

E X >< U K → I Rk, A >< const

E X = U K → I Rk, A = const = K.E X = K’.I X

t4 ĐO DÒNG ĐIỆN LỚN

1 ĐO DÒNG MỘT CHIỀU LỚN

a Ghép song song các sun:

x

1

I

n

i i

I



  ; U 0 : điện áp rơi

trên các sun

Bằng pp gián tiếp ta đo dòng:

1

1

n

U

R



 

Lưu ý: PP này đơn giản nhưng không an toàn

2 ĐO DÒNG MỘT CHIỀU LỚN

b Đo từ trường sinh ra quanh dây dẫn:

Mối liên hệ giữa các thông số từ trường và điện trường:

B

S





.

0.

m

R

S













1 Mạch từ hình xuyến

2 Dây dẫn dòng điện để dòng Ix chạy qua

3 Khe hở không khí

A

U 2 ~

W 1 W 1

I x .W 1

I x .W 1

W 2

W 2

I x

i 2

i 2 .W 2

i 2 .W 2

2 ĐO DÒNG MỘT CHIỀU LỚN

c Đo dòng một chiều lớn bằng biến dòng một chiều:

Dùng biến dòng một chiều kết hợp với Ampemét: đo dòng i2 suy ra Ix

1 2

2

. X . X

W

W

k: hệ số biến dòng một chiều

Ưu điểm:

• Bảo đảm an toàn cho người sử dụng

• Thay đổi thang đo dễ dàng

Chế tạo được BI một chiều với dòng định mức: 15 – 70 KA, chính xác 0,5.

3 ĐO DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU LỚN DÙNG BI XOAY CHIỀU

Khi đo Ix >200 A →Dùng biến

dòng xoay chiều kết hợp với

Ampemét: đo dòng i2 suy ra Ix

Ampemét từ điện có

Fmax= I.W = 200 (A.vòng)

• W = 1 vòng

• → Ix = 200 A = max

2

1

.

X

W

W

Lưu ý: Sai số của phép đo phụ thuộc vào sai số BI và Ampemét.