Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 4 - Nguyễn Thế Hoạch

Chia sẻ: Tomcangnuongphomai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

20
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 4 Đo lường điện cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm về đo lường điện; Đo các đại lượng điện; Đo công suất tác dụng trong mạch điện xoay chiều 3 pha;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật điện: Chương 4 - Nguyễn Thế Hoạch

Ch¬ng 4: §o lêng ®iÖn 4.1. Kh¸i niÖm chung §o lêng ®iÖn cã thÓ ®o c¸c ®¹i lîng ®iÖn nh dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p, c«ng suÊt ngoµi ra cßn ®o c¸c ®¹i lîng kh«ng ®iÖn nh nhiÖt ®é, quang th«ng, ¸p suÊt… 4.1.1. Sai sè vµ cÊp chÝnh x¸c Nguyªn nh©n g©y sai sè: - Sai sè c¬ b¶n: lµ sai sè vèn cã cña dông cô ®o do qu¸ tr×nh chÕ t¹o dông cô. VÝ dô nh ma s¸t trªn trôc trô, v¹ch chia ®é trªn mÆt dông cô kh«ng chÝnh x¸c… - Sai sè phô: lµ sai sè do ph¬ng ph¸p ®o kh«ng chÝnh x¸c + §iÒu kiÖn m«i trêng khi ®o kh¸c víi ®iÒu kiÖn chuÈn + C¸ nh©n ngêi ®o cã mét sè tËt nh nh×n lÖch + Mét sè trêng hîp ngÉu nhiªn do nh÷ng thay ®æi bÊt thêng trong qu¸ tr×nh ®o. 8/2/2012 BMNL 96
Cã 2 lo¹i sai sè: sai sè tuyÖt ®èi vµ sai sè t¬ng ®èi NÕu gäi A lµ trÞ sè ®óng cña ®¹i lîng cÇn ®o. Gäi A’ lµ trÞ sè ®o ®îc th× ®é lÖch gäi lµ sai sè tuyÖt ®èi. DA = A - A' DA DA% = gäi lµ sai sè t¬ng ®èi. A CÊp chÝnh x¸c §Ó ®¸nh gi¸ mét dông cô ®o chÝnh x¸c cao hay thÊp ngêi ta quy ®Þnh ra cÊp chÝnh x¸c CÊp chÝnh x¸c cña dông cô ®o lµ trÞ sè lín nhÊt cho phÐp tÝnh theo phÇn tr¨m cña sai sè c¬ b¶n víi trÝ sè lín nhÊt cña thang ®o. Theo tiªu chuÈn cña ViÖt Nam dông cô ®o ®îc chÕ t¹o theo t¸m cÊp chÝnh x¸c, ®ã lµ: cÊp 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 vµ 4 8/2/2012 BMNL 97
VÝ dô: Mét Voltmet cã sè ®o lín nhÊt lµ 450V, cÊp chÝnh x¸c lµ 1 th× sai sè tuyÖt ®èi lín nhÊt vèn cã cña dông cô ®ã lµ: 450.1 A= = 4,5V 100 - Nh÷ng dông cô ®o cã cÊp chÝnh x¸c tõ 0,05 ®Õn 0,5 lµ lo¹i cÊp chÝnh x¸c dïng trong phßng thÝ nghiÖm nghiªn cøu khoa häc. - Lo¹i dông cô cã cÊp chÝnh x¸c tõ 2,5 ®Õn 4 lµ dông cô cã cÊp chÝnh x¸c thÊp dïng trong nhµ m¸y, trong phßng thùc tËp ë nhµ trêng. - Lo¹i dông cô cã cÊp chÝnh x¸c tõ 1 ®Õn 1,5 lµ lo¹i dông cô cã cÊp chÝnh x¸c võa, thêng ®îc dïng trong s¶n xuÊt, nhµ m¸y, xÝ nghiÖp. 8/2/2012 BMNL 98
4.1.2. C¸c bé phËn chñ yÕu cña dïng cô ®o vµ ph©n lo¹i Mçi dông cô ®o thêng cã hai bé phËn c¬ b¶n lµ m¹ch ®o vµ c¬ cÊu ®o: - M¹ch ®o dïng ®Ó biÕn ®æi c¸c ®¹i lîng cÇn ®o thµnh nh÷ng ®¹i lîng nh dßng ®iÖn, ®iÖn ¸p… t¸c dông trùc tiÕp lªn c¬ cÊu ®o. - C¬ cÊu ®o gåm phÇn ®éng vµ phÇn tÜnh. PhÇn tÜnh lµm nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn n¨ng ®a vµo thµnh c¬ n¨ng t¸c dông lªn phÇn ®éng. PhÇn ®éng g¾n liÒn víi trôc, kim… gãc quay cña kim x¸c ®Þnh trÞ sè cña ®¹i lîng cÇn ®o. 8/2/2012 BMNL 99
4.1.3. C¸ch kÝ hiÖu dông cô ®o KÝ hiÖu theo ®¹i lîng ®o: - Ampemet: A - Voltmet: V - Oatmet: W - ¤mmet: W - C«ng t¬ met kWh - TÇn sè: Hz 8/2/2012 BMNL 100
4.2. §o c¸c ®¹i lîng ®iÖn 4.2.1. §o dßng ®iÖn §Ó ®o dßng ®iÖn ngêi ta dïng Ampemet. Trong m¹ch ®iÖn Ampemet ®îc m¾c nèi tiÕp víi phô t¶i. §Ó cho phÐp ®o ®îc chÝnh x¸c ®iÖn trë trong RA cña c¬ cÊu ®o rÊt nhá ®Ó tæn hao c«ng suÊt trong Ampemet do hiÖu øng Jun – Lenx¬ DPA = RA.I2 lµ kh«ng ®¸ng kÓ. H×nh 4.1. S¬ ®å nèi d©y Ampemet trong m¹ch ®iÖn 8/2/2012 BMNL 101
1. §o dßng ®iÖn mét chiÒu Cã thÓ dïng Ampemet mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu. Trong bèn lo¹i c¬ cÊu tr×nh bµy ë trªn, c¬ cÊu kiÓu tõ ®iÖn cã ®é nh¹y vµ ®é chÝnh x¸c lín nhÊt. Më réng thang ®o b»ng c¸ch ghÐp song song víi c¬ cÊu ®o mét ®iÖn trë s¬n RS. H×nh 4.2. Më réng thang ®o cña Ampemet c¬ cÊu ®o tõ ®iÖn 8/2/2012 BMNL 102
Gäi IA lµ dßng ®iÖn lín nhÊt cã thÓ ch¹y qua c¬ cÊu ®o, hÖ sè më réng thang ®o b»ng kA = I/Ia. Is I I I Is = I - IA ® = - A = k - 1 ® k = 1 + s IA IA IA IA §iÖn trë cña c¬ cÊu ®o vµ ®iÖn trë cña s¬n lµ RA, RS I A + IS IS KA = =1+ IA IA Theo ®Þnh luËt Ohm ta cã:IS. RS = IA. RA ® IS R A R R R = ® k = 1+ A ® k -1 = A ® R S = A IA R S RS RS k -1 8/2/2012 BMNL 103
2. §o dßng ®iÖn xoay chiÒu Thêng dïng trong c¸c lo¹i Ampemet xoay chiÒu cã c¬ cÊu ®o kiÓu ®iÖn tõ hay ®iÖn ®éng hoÆc kiÓu tõ ®iÖn cã chØnh lu. H×nh 4.3. Më réng thang ®o cña Ampemet ®iÖn tõ vµ ®iÖn ®éng a. Cuén d©y phÇn tÜnh khi cha më réng thang ®o b. Cuén d©y phÇn tÜnh sau khi më réng thang ®o §Ó më réng thang ®o Ampemet xoay chiÒu, ngêi ta chia cuén d©y phÇn tÜnh cña c¬ cÊu ®o thµnh hai hay nhiÒu ®o¹n chÊn hoµn toµn gièng nhau råi ®Êu song song c¸c ®o¹n ®ã víi nhau.Nhng yªu cÇu lùc tõ ho¸ kh«ng thay ®æi. 8/2/2012 BMNL 104
§o dßng ®iÖn xoay chiÒu §Ó më réng thang ®o nhiÒu h¬n ngêi ta dïng m¸y biÕn dßng ®iÖn. Cuén d©y s¬ cÊp cña m¸y biÕn dßng m¾c nèi tiÕp víi m¹ch ®iÖn cÇn ®o, cßn cuén d©y thø cÊp m¾c nèi tiÕp víi Ampemet cã dßng ®iÖn thÝch hîp víi cuén d©y cña c¬ cÊu ®o. Gäi I1 lµ dßng ®iÖn cÇn ®o vµ I2 lµ dßng ®iÖn Ampemet hÖ sè biÕn dßng ®iÖn cña m¸y biÕn dßng. HÖ sè biÕn dßng k chÝnh lµ hÖ sè më réng thang ®o kA. 8/2/2012 105 H×nh 4.4. Nèi BMNL m¸y biÕn dßng
4.2.2. §o ®iÖn ¸p Ngêi ta dïng voltmet ®Ó ®o ®iÖn ¸p cña m¹ch ®iÖn Voltmet ®îc m¾c song song víi m¹ch ®iÖn cÇn ®o. §Ó cho phÐp ®o ®îc chÝnh x¸c tæn hao c«ng suÊt trong Voltmet ph¶i rÊt nhá, ta cã: PV = R.I V2 = U 2 / R V Do ®ã dßng ®iÖn trë trong cña Voltmet ph¶i rÊt lín. §ã lµ sù kh¸c nhau c¬ b¶n gi÷a Voltmet vµ Ampemet. 8/2/2012 H×nh 4.5. C¸ch m¾c Voltmet 106 BMNL
1. §o ®iÖn ¸p mét chiÒu Cã thÓ dïng Voltmet 1 chiÒu hoÆc xoay chiÒu. Voltmet kiÓu tõ ®iÖn cã cÊp chÝnh x¸c vµ ®é ch¹y cao nhÊt nhng giíi h¹n thang ®o cña Voltmet nhÊt lµ Voltmet kiÓu tõ ®iÖn rÊt nhá nªn ph¶i më réng thang ®o b»ng c¸ch nèi tiÕp ®iÖn trë phô RP vµo cuén d©y phÇn tÜnh cña c¬ cÊu ®o. H×nh 4.6. Më réng thang ®o v«n mÐt b»ng ®iÖn trë phô RP 8/2/2012 BMNL 107
§o ®iÖn ¸p mét chiÒu Gäi kv lµ hÖ sè më réng thang ®o cña Voltmet ta cã: U kv = UV U lµ ®iÖn ¸p cÇn ®o UV lµ ®iÖn ¸p ®Æt vµo c¬ cÊu ®o Ta cã U = UV + UP U Up I v .R p Rp kv = =1+ = 1+ =1+ ® R p = (k v - 1).R v Uv Uv I v .R v Rv 8/2/2012 BMNL 108
2. §o ®iÖn ¸p xoay chiÒu Cã thÓ dïng c¬ cÊu ®o kiÓu ®iÖn tõ, ®iÖn ®éng hay tõ ®iÖn cã chØnh lu. Lo¹i ®iÖn tõ tuy cã ®é chÝnh x¸c thÊp nhng ®îc dïng réng r·i trong c«ng nghiÖp v× dÔ chÕ t¹o, gi¸ thµnh kh«ng cao. + §Ó më réng thang ®o cña Voltmet ®iÖn tõ díi 600V cã thÓ dïng ®iÖn trë phô RP m¾c nèi tiÕp víi c¬ cÊu ®ã. + Muèn ®o ®iÖn ¸p cao h¬n ta dïng m¸y biÕn ®iÖn ¸p ®o lêng cã hai cuén d©y. Hai ®Çu cuén d©y s¬ cÊp nèi víi ®iÖn ¸p cÇn ®o cßn hai ®Çu cuén d©y thø cÊp nèi víi hai ®Çu Voltmet. HÖ sè biÕn ¸p cña m¸y biÕn ¸p ®o lêng lµ . HÖ sè më réng thang ®o chÝnh lµ hÖ sè biÕn ¸p kv = k. U1 k= U2 8/2/2012 BMNL 109
CT 8/2/2012 BMNL 110
VT 8/2/2012 BMNL 111
4.2.3. §o c«ng suÊt 1. §o c«ng suÊt trong m¹ch ®iÖn mét chiÒu §Ó ®o c«ng suÊt tiªu thô trong phô t¶i m¹ch ®iÖn mét chiÒu cã thÓ dïng Ampemet vµ Voltmet m¾c vµo m¹ch ®iÖn. Sau ®ã dïng c«ng thøc ®Ó tÝnh P = U. I. ¦u ®iÓm lµ ph¬ng ph¸p nµy ®¬n gi¶n, dÔ thùc hiÖn. Nhîc ®iÓm kh«ng ®äc trùc tiÕp ®îc trÞ sè c«ng suÊt trªn thang ®o. H×nh 4.7. §o c«ng suÊt trong m¹ch ®iÖn mét chiÒu 8/2/2012 BMNL 112
2. §o c«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch ®iÖn xoay chiÒu mét pha §Ó ®o c«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 1 pha ta sö dông o¸t mÐt 1 pha. V× P = U.I.cosj nªn kh«ng thÓ dïng m¹ch ®o nh trªn ®îc mµ ph¶i dïng mét lo¹i dông cô ®o gäi lµ Oatmet mét pha. Oatmet thêng ®îc chÕ t¹o theo c¬ cÊu kiÓu ®iÖn ®éng hoÆc kiÓu c¶m øng. Cã m«men quay tØ lÖ víi c«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch: 1 2p M q = k. . ò p.dt = k.P T 0 8/2/2012 H×nh 4.8. S¬ ®å nèi o¸t mÐt ®éng c¬ 1 pha BMNL 113
3. §o c«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha Tuú theo m¹ch ®iÖn vµ phô t¶i 3 pha cã ph¬ng ph¸p ®o c«ng suÊt t¸c dông sau: a. M¹ch ®iÖn 3 pha ®èi xøng ë d©y trung tÝnh (m¹ch 3 pha 4 d©y) chØ cÇn dïng mét Otamet mét pha ®o c«ng suÊt mét pha råi nh©n 3: P3pha = 3 . P1pha b. M¹ch 3 pha kh«ng ®èi xøng cã d©y trung tÝnh ph¶i dïng 3 Oatmet mét pha ®o c«ng suÊt cho c¶ 3 pha råi céng c¸c trÞ sè ®o ®îc l¹i: P3pha = PA + PB + PC c. M¹ch ba pha kh«ng cã d©y trung tÝnh (3 pha 3 d©y), phô t¶i ®èi xøng hoÆc kh«ng ®èi xøng, ph¶i dïng 2 Oatmet mét pha m¾c nh h×nh vÏ. Ta sÏ gi¶i thÝch ®îc tæng c«ng suÊt t¸c dông ®o ®îc tõ 2 Oatmet 1 pha chÝnh lµ c«ng suÊt t¸c dông cña m¹ch 3 pha. 8/2/2012 BMNL 114
§o c«ng suÊt t¸c dông trong m¹ch ®iÖn xoay chiÒu 3 pha C«ng suÊt tøc thêi qua mçi Oatmet W1, W2 lµ: P1 = iA.UAC P2 = iB.UBC C«ng suÊt tøc thêi qua hai Oatmet: P = P1 + P2 = iA.UAC + iB.UBC V× UAC = UA – UC vµ UBC = UB – UC nªn P = iA (UA –UC) + iB(UB – UC) = iA.UA + iBUB – (iA + iB).UC Theo ®Þnh luËt kirchoff1 trong m¹ch ®iÖn 3 pha 3 d©y: iC = - (iA + iB) VËy P = P1 + P2 = iAUA + iB.UB + iC.UC= PA + PB + PC NghÜa lµ c«ng suÊt tøc thêi qua hai Oatmet chÝnh b»ng tæng c«ng suÊt tøc thêi cña 3 pha. VËy c«ng suÊt t¸c dông qua hai Oatmet ph¶i b»ng c«ng suÊt t¸c dông cña 3 pha. 8/2/2012 BMNL 115