Kỹ thuật điện đại cương - Chương 8

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

157
lượt xem 41
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đo lường điện Mục tiêu: Các cơ cấu đo, và các phương pháp đo điện . Những khái niệm chung về đo lường điện 1. Định nghĩa: Đo lường là quá trình đánh giá định lượng đại lượng nào đó với đơn vị của nó. Để tiến hành đo lường một đại lượng nào đó ta cần các mẫu đo và dụng cụ đo. Mẫu đo dùng để tạo ra đại lượng vật lý có trị số cho trước như các điện trở, điện cảm và điện dung mẫu, pin mẫu... Các dụng cụ đo dùng để gia công các tín hiệu...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật điện đại cương - Chương 8

Ch−¬ng 8. §o l−êng ®iÖn Môc tiªu: C¸c c¬ cÊu ®o, vµ c¸c ph−¬ng ph¸p ®o ®iÖn §8-1. Nh÷ng kh¸i niÖm chung vÒ ®o l−êng ®iÖn 1. §Þnh nghÜa: §o l−êng lµ qu¸ tr×nh ®¸nh gi¸ ®Þnh l−îng ®¹i l−îng nµo ®ã víi ®¬n vÞ cña nã. §Ó tiÕn hµnh ®o l−êng mét ®¹i l−îng nµo ®ã ta cÇn c¸c mÉu ®o vµ dông cô ®o. MÉu ®o dïng ®Ó t¹o ra ®¹i l−îng vËt lý cã trÞ sè cho tr−íc nh− c¸c ®iÖn trë, ®iÖn c¶m vµ ®iÖn dung mÉu, pin mÉu... C¸c dông cô ®o dïng ®Ó gia c«ng c¸c tÝn hiÖu trong qu¸ tr×nh ®o thµnh c¸c d¹ng cã thÓ theo dâi vµ ®iÒu chØnh ®−îc. 2. S¬ ®å khèi cña dông cô ®o Theo qu¸ tr×nh ®o th× dông cô ®o cã hai lo¹i: dông cô ®o trùc tiÕp vµ dông cô ®o kiÓu so s¸nh. a. Dông cô ®o trùc tiÕp: ë lo¹i nµy ®¹i l−îng cÇn ®o X ®−îc ®−a vµo bé phËn chuyÓn ®æi ®Ó chuyÓn thµnh biÕn thiªn cña dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p theo X. C¬ cÊu ®o sÏ chuyÓn sù biÕn thiªn nµy thµnh chØ thÞ b»ng kim chØ hay chØ thÞ sè (h×nh 8-1). UX X ChØ thÞ C¬ cÊu ®o ChuyÓn ®æi hay IX H8-1 b. Dông cô ®o kiÓu so s¸nh ë' dông cô ®o kiÓu so s¸nh ®¹i l−îng cÇn ®o X ®−îc so s¸nh víi mét ®¹i l−îng chuÈn XC, sai lÖch |X - XC| sÏ ®−îc chuyÓn ®æi thµnh biÕn thiªn cña dßng ®iÖn hay ®iÖn ¸p, sau ®ã t¸c ®éng vµo c¬ cÊu ®o. ChØ thÞ cã thÓ lµ kim chØ hay chØ thÞ sè (h×nh 8-2). X UX ChØ thÞ C¬ cÊu ®o So s¸nh ChuyÓn ®æi XC hay IX H8-2 3. Sai sè vµ cÊp chÝnh x¸c §o l−êng bao giê còng cã sai sè. §o l−êng lµ qu¸ tr×nh lo¹i trõ c¸c sai sè. Cã nhiÒu nguyªn nh©n dÉn ®Õn sai sè: - Do sai sè do dông cô. - Do ph−¬ng ph¸p ®o - Do ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng xung quanh. - Do ng−êi ®o. a) Sai sè tuyÖt ®èi. N¨m 2008 120 http://www.ebook.edu.vn
Sai sè tuyÖt ®èi ∆x lµ hiÖu sè gi÷a kÕt qu¶ ®o ®−îc X® vµ trÞ sè ®óng X cña ®¹i l−îng cÇn ®o: ∆x = |X® - X| b) Sai sè t−¬ng ®èi. Sai sè t−¬ng ®èi δ ®−îc tÝnh b»ng tû sè gi÷a sai sè tuyÖt ®èi vµ trÞ sè ®o ®−îc ∆x X®. Sai sè t−¬ng ®èi th−êng ®−îc tÝnh b»ng phÇn tr¨m. δ% = ± 100% Xd c) Sai sè cña dông cô ®o Sai sè cña dông cô ®o γ lµ tû sè gi÷a sai sè tuyÖt ®èi víi cì ®o cña dông cô. ∆x Sai sè cña dông cô ®o cßn gäi lµ sai sè t−¬ng ®èi quy ®æi. γ% = 100% X dm Trong ®ã X®m lµ cì ®o cña dông cô. NÕu dông cô ®o cã chØ thÞ kim ch¹y vÒ hai phÝa cña thang ®o th× X®m tÝnh b»ng tæng gi¸ trÞ ®Þnh møc cña hai phÝa. d) Sai sè c¬ b¶n cña dông cô ®o Sai sè c¬ b¶n cña dông cô ®o lµ sai sè cña dông cô ®o trong ®iÒu kiÖn lµm viÖc tiªu chuÈn (nhiÖt ®é 20 ± 50C), ®é Èm t−¬ng ®èi lµ (65 ± 15)% vµ ¸p suÊt khÝ quyÓn (750 ± 30)mmHg. C¨n cø vµo sai sè c¬ b¶n, ng−êi ta chia dông cô ®o thµnh c¸c cÊp chÝnh x¸c. VÝ dô dông cô cã cÊp chÝnh x¸c 1 cã nghÜa lµ sai sè t−¬ng ®èi cña dông cô ë ®iÒu kiÖn lµm viÖc tiªu chuÈn kh«ng v−ît qu¸ 1%. Dông cô cã cÊp chÝnh x¸c < 0,5 lµ cÊp chÝnh x¸c cao th−êng dïng lµm dông cô mÉu. C¸c dông cô ®o c«ng nghiÖp th−êng cã cÊp chÝnh x¸c tõ 1 ®Õn 2,5. VÝ dô: AmpemÐt cã thang ®o 5A, cÊp chÝnh x¸c 1 th× sai sè tuyÖt ®èi ph¹m ph¶i lµ 5.1% = 0,05A. γ.D x Sai sè t−¬ng ®èi cña phÐp ®o ®¹i l−îng X lµ: β = , trong ®ã Dx lµ cì ®o X D cña thang ®o. Khi x → 1 sai sè t−¬ng ®èi cña phÐp ®o β = γ vµ sÏ nhá nhÊt, X v× thÕ lóc ®o mét ®¹i l−îng nµo ®Êy ta ph¶i chän dông cô cã thang ®o Dx ≈ X tøc lµ sè chØ cña dông cô ph¶i ë phÇn cuèi thang ®o. 4. C¸c th«ng sè cña dông cô ®o Môc ®Ých ®Ó ®¸nh gi¸vµ sö dông dông cô ®o. - Cì ®o cña thang ®o lµ gi¸ trÞ lín nhÊt thang ®o cã thÓ ®o ®−îc. - Cì ®o cña dông cô ®o lµ gi¸ trÞ lín nhÊt mµ dông cô ®o cã thÓ ®o ®−îc ∆α - §é nh¹y S = , ®é nh¹y cµng cao cµng tèt. ∆x N¨m 2008 121 http://www.ebook.edu.vn
Trong ®ã ∆α lµ ®é biÕn thiªn cña chØ thÞ ®o vµ ∆x lµ biÕn thiªn cña ®¹i l−îng cÇn ®o. NÕu dông cô ®o gåm nhiÒu kh©u chuyÓn ®æi nèi tiÕp th× ®é nh¹y cña chóng b»ng tÝch ®é nh¹y cña tõng kh©u: S = S1× S2×...× Sn. - C«ng suÊt tiªu thô cña dông cô ®o. §Ó ®o ®−îc chÝnh x¸c, c«ng suÊt tiªu thô cña dông cô ®o ph¶i nhá. - §Æc tÝnh ®éng cña dông cô ®o ®Æc tr−ng b»ng thêi gian æn ®Þnh cña dông cô. §èi víi dông cô cã kim chØ, khi kim dao ®éng nhá h¬n 1% trÞ sè cña thang ®o th× coi nh− ®· æn ®Þnh. - Sè v¹ch chia trªn thang ®o, sè v¹ch chia cµng nhiÒu cµng chÝnh x¸c - CÊp chÝnh x¸c, cÊp chÝnh x¸c cµng nhá cµng tèt. §8-2. C¬ cÊu ®o ®iÖn c¬ 1. C¸c bé phËn chÝnh cña c¬ cÊu ®iÖn c¬. Trong dông cô ®o trùc tiÕp, c¬ cÊu biÕn ®æi ®iÖn c¬ cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn n¨ng cña ®¹i l−îng cÇn ®o thµnh c¬ n¨ng lµm dÞch chuyÓn bé phËn chØ thÞ. VÒ cÊu t¹o c¬ cÊu ®iÖn c¬ cã hai phÇn chÝnh: phÇn tÜnh vµ phÇn quay. Theo ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi n¨ng l−îng ®iÖn tõ th× c¬ cÊu ®iÖn c¬ cã c¸c kiÓu tõ ®iÖn, ®iÖn tõ, ®iÖn ®éng, c¶m øng vµ tÜnh ®iÖn. c) a) b) H8-3a M«men quay cña c¬ cÊu ®iÖn c¬ lµ tèc ®é biÕn thiªn cña n¨ng l−îng ®iÖn ∂Wdt Mq = tõ W®t theo gãc quay α cña phÇn ®éng : . ∂α Khi phÇn ®éng quay, d©y treo (h×nh 8-3a) hoÆc lß xo ph¶n kh¸ng (h×nh 8-3b) bÞ xo¾n l¹i sinh ra m«men c¶n tû lÖ víi gãc quay: Mc = k.α Trong ®ã k lµ hÖ sè phô thuéc vµo vËt liÖu vµ kÝch th−íc cña lß xo hoÆc d©y 1 treo. PhÇn ®éng sÏ ë vÞ trÝ c©n b»ng khi Mq = Mc, do ®ã gãc quay α = M q k phô thuéc vµo ®¹i l−îng cÇn ®o. N¨m 2008 122 http://www.ebook.edu.vn
Khi ®o phÇn ®éng dao ®éng quanh vÞ trÝ c©n b»ng. §Ó dËp nhanh dao ®éng nµy, cô ®o th−êng cã bé phËn c¶n dÞu. Trong lo¹i c¶n dÞu kiÓu kh«ng khÝ, phÇn ®éng lµ l¸ kim lo¹i máng cã thÓ chuyÓn ®éng trong hép rçng khi kim dao ®éng, lùc c¶n cña kh«ng khÝ cã t¸c dông dËp t¾t nhanh dao ®éng.Trong lo¹i c¶n dÞu kiÓu c¶m øng, phÇn ®éng lµ khung nh«m ®Ó t¹o nªn khung d©y. Khi kim dao ®éng khung nh«m dao ®éng trong lßng cña nam ch©m sinh ra dßng ®iÖn c¶m øng trong khung nh«m. T¸c dông cña tõ tr−êng lªn dßng c¶m øng nµy cã xu h−íng lµm t¾t dÇn dao ®éng. M«men c¶n dÞu Mcd tû lÖ víi tèc ®é chuyÓn ®éng cña phÇn ®éng : dα M cd = K cd . ë ®©y Kcd lµ hÖ sè c¶n dÞu. Thêi gian c¶n dÞu cña dông cô dt nhiÖt, dông cô tÜnh ®iÖn, dông cô d©y treo cã kim dµi h¬n 150 mm kh«ng ®−îc v−ît qu¸ 6 gi©y cßn c¸c dông cô kh¸c lµ 4 gi©y. Ngoµi ra cßn cã c¸c bé phËn nh−: ®èi träng ®Ó c©n b»ng phÇn ®éng, c¸c bé phËn hiÖu chØnh vÞ trÝ ban ®Çu cña kim. Bé phËn chØ thÞ cã thÓ kim chØ chØ thÞ ¸nh s¸ng, thiÕt bÞ ghi ... 2. C¸c ký hiÖu ghi trªn mÆt cña chØ thÞ ®iÖn c¬. Trªn mÆt dông cô ®o ®iÖn c¬ cã ghi nhiÒu ký hiÖu ®Ó chØ dÉn khi sö dông. Sau ®©y lµ nh÷ng ký hiÖu chñ yÕu: - §¹i l−îng cÇn ®o vµ thang ®o cña dông cô: V: v«nmÐt; A: ampemÐt; W: o¸tmÐt ... - KiÓu c¬ cÊu ®o C¬ cÊu ®o Ký hiÖu 0 300 C¬ cÊu tõ ®iÖn I - V C¬ cÊu ®iÖn tõ C¬ cÊu ®iÖn ®éng H8-4 C¬ cÊu c¶m øng ~ 0.5 2 - Lo¹i dßng ®iÖn: Mét chiÒu = Xoay chiÒu ~ Xoay chiÒu ba pha ∼≈ - CÊp chÝnh x¸c: VÝ dô 1 - C¸ch ®Æt dông cô: N»m →, ®øng ⊥, ↑ nghiªng ∠600. [ - §iÖn ¸p thö c¸ch ®iÖn 2kV VÝ dô: H×nh 8-4 giíi thiÖu dông cô ®o lµ vonmÐt, kiÓu ®iÖn tõ, cÊp chÝnh x¸c 0.5, ®Æt ®øng, ®iÖn ¸p thö c¸ch ®iÖn 2kV.VonmÐt cã thang ®o lín nhÊt lµ 300V vµ cã thÓ ®o ®iÖn ¸p mét chiÒu hoÆc xoay chiÒu. N¨m 2008 123 http://www.ebook.edu.vn
3. C¬ cÊu tõ ®iÖn a. CÊu t¹o C¬ cÊu gåm khung d©y ®éng (1) cã tiÕt diÖn d©y nhá chuyÓn ®éng trong lßng nam ch©m vÜnh cöu NS cã tõ c¶m cao (2). §Ó t¹o nªn tõ tr−êng m¹nh vµ ®Òu gi÷a phÇn ®éng vµ phÇn tÜnh cã h×nh trèng (3) b»ng vËt liÖu dÉn tõ tèt. Ngoµi ra cßn cã lß xo ph¶n kh¸ng, trôc vµ kim chØ thÞ, c¬ cÊu biÕn ®æi tõ ®iÖn ®−îc vÏ trªn h×nh 8-5. b. Nguyªn lý lµm viÖc Cho dßng ®iÖn cÇn ®o(I) vµo kim 4 khung d©y phÇn ®éng. Dßng 2 ®iÖn ch¹y trong khung d©y n»m trong tõ tr−êng cña nam ch©m vÜnh cöu (NS), sÏ chÞu t¸c dông cña lùc ®iÖn tõ vµ t¹o nªn m«men lµm quay phÇn ®éng. M«men quay cã biÓu thøc: Mq = WBlI.d = KqI Trong ®ã: - W lµ sè vßng d©y cña phÇn 3 2 ®éng, B lµ c−êng ®é tõ c¶m 4 cña nam ch©m. 1 H8-5 - l lµ chiÒu dµi t¸c dông cña khung d©y phÇn ®éng - d lµ chiÒu réng cña khung d©y. PhÇn ®éng ë vÞ trÝ c©n b»ng khi m«men quay b»ng m«men c¶n: Kq.I = K.α Kq Gãc quay cña phÇn ®éng: α = I = SI (8-1) K WBld Trong ®ã: S = lµ ®é nh¹y cña dông cô ®o. K c. §Æc ®iÓm cña dông cô - Gãc quay α tû lÖ bËc nhÊt víi dßng ®iÖn, nªn dông cô chØ ®o ®−îc ®¹i l−îng mét chiÒu vµ thang ®o chia ®Òu. §Ó ®o dßng ®iÖn xoay chiÒu cÇn cã bé phËn chØnh l−u dßng ®iÖn xoay chiÒu ra mét chiÒu. - Dông cô cã ®é nh¹y cao v× tõ tr−êng cña nam ch©m vÜnh cöu m¹nh. - §é chÝnh x¸c cao, Ýt chÞu ¶nh h−ëng cña tõ tr−êng ngoµi, tiªu thô n¨ng l−îng Ýt. N¨m 2008 124 http://www.ebook.edu.vn
- Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i kÐm v× d©y quÊn phÇn ®éng cã tiÕt diÖn bÐ (d = 0,01mm). d. L«g«mÐt tõ ®iÖn Lµ c¬ cÊu ®o tõ ®iÖn, nh−ng phÇn ®éng cã 2 khung d©y ®−îc g¾n trªn cïng trôc quay, khi cã 2 dßng ®iÖn I1 vµ I2 ch¹y qua chóng sinh ra hai m«men quay ng−îc chiÒu nhau(h×nh 8-6). M q1 = K q1B1 (α )I1 ; M q2 = K q2 B 2 (α )I 2 M q1 = M q2 vÞ trÝ c©n b»ng hay ë K q1B1 (α )I1 = K q2 B 2 (α )I 2 I1 K q2 B 2 (α ) S N ⎛I ⎞ hay lµ: α = f ⎜ 1 ⎟ = I1 I2 ⎜I ⎟ I 2 K q1B1 (α ) ⎝ 2⎠ R1 Gãc quay α lµ hµm sè cña tû sè gi÷a hai + R0 dßng ®iÖn. L«g«met th−êng chÕ t¹o lµm - Mªg«mmet. RX 4. C¬ cÊu ®iÖn tõ ( H×nh 8-7) H8-6 a. CÊu t¹o ë c¬ cÊu kiÓu ®iÖn tõ phÇn tÜnh lµ cuén d©y (1) cã dßng ®iÖn cÇn ®o ch¹y qua, cßn phÇn ®éng lµ miÕng s¾t non (2) ®Æt lÖch t©m cã thÓ quay trong khe cuén d©y phÇn tÜnh. Ngoµi ra cßn cã bé phËn c¶n dÞu kiÓu kh«ng khÝ (3), lß xo ph¶n kh¸ng (5), kim chØ thÞ. b. Nguyªn lý lµm viÖc Cho dßng ®iÖn cÇn ®o(I) vµo cuén d©y phÇn tÜnh, cuén d©y tÜnh trë thµnh nam ch©m ®iÖn, hót miÕng s¾t non vµo lßng cuén d©y lµm phÇn ®éng quay ®i gãc α. Khi ®ã cuén d©y tÝch luü n¨ng l−îng tõ tr−êng lµ: 1 WM = LI 2 . 2 2 Sù biÕn thiªn n¨ng l−îng tõ tr−êng g©y m«men ∂WM 1 2 ∂L 4 quay lµ: M q = =I ∂α 2 ∂α 3 1 1 2 ∂L ë vÞ trÝ c©n b»ng Mq = Mc hay: Kα = I H8-7 2 ∂α 1 2 ∂L Gãc quay cña phÇn ®éng sÏ lµ: α = I = S I2 (8-2) 2K ∂α c. §Æc ®iÓm cña c¬ cÊu - Gãc quay tû lÖ víi b×nh ph−¬ng cña dßng ®iÖn nªn thang ®o chia kh«ng ®Òu. N¨m 2008 125 http://www.ebook.edu.vn
- Dông cô cã thÓ ®o ®−îc dßng ®iÖn xoay chiÒu vµ dßng ®iÖn mét chiÒu, v× khi thay ®æi chiÒu dßng ®iÖn trong cuén d©y phÇn tÜnh c¸c miÕng thÐp lu«n ∂L ®−îc tõ ho¸ cïng cùc tÝnh. H×nh d¸ng miÕng thÐp ®−îc chÕ t¹o sao cho ∂α gi¶m theo gãc quay α ®Ó thang ®o cã thÓ chia t−¬ng ®èi ®Òu. - Dông cô chÞu ¶nh h−ëng cña tõ tr−êng ngoµi, v× khe hë kh«ng khÝ gi÷a phÇn ®éng vµ phÇn tÜnh lín, h¬n n÷a tõ tr−êng b¶n th©n cña c¬ cÊu còng nhá. - §é chÝnh x¸c thÊp do cã tæn hao trong lâi thÐp - Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i cao, v× cuén d©y cã dßng ®iÖn cÇn ®o lµ phÇn tÜnh nªn tiÕt diÖn d©y cã thÓ lín. - C¬ cÊu ®¬n gi¶n, rÎ tiÒn, chñ yÕu dïng ®Ó ®o dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p xoay chiÒu tÇn sè c«ng nghiÖp. 5. C¬ cÊu ®iÖn ®é(h×nh 8-8). a. CÊu t¹o C¬ cÊu gåm 2 cuén d©y. Cuén d©y phÇn tÜnh cã tiÕt diÖn lín, Ýt vßng d©y vµ th−êng chia lµm hai nöa cuén d©y. Cuén d©y phÇn ®éng lµ mét khung d©y gièng nh− c¬ cÊu ®o tõ ®iÖn. Ngoµi ra cßn cã kim chØ thÞ, bé phËn c¶n dÞu kiÓu c¶m øng. b. Nguyªn lý lµm viÖc Khi cho dßng ®iÖn cÇn ®o I1 vµ I2 vµo cuén d©y phÇn tÜnh vµ khung d©y phÇn ®éng, n¨ng l−îng tõ tr−êng tÝch luü trong lßng cuén d©y. 121 WM = L1I1 + L 2 I 2 + MI1I 2 2 2 2 C.d©y Trong ®ã L1, L2 lµ ®iÖn c¶m cña cuén d©y kh«ng phô thuéc vµo gãc quay α. M K. d©y lµ hç c¶m cña hai cuén d©y, M thay ®æi khi phÇn ®éng quay. ∂WM ∂M M«men quay: M1 = = I1I 2 ∂α ∂α H8-8 Lâi thÐp ë vÞ trÝ c©n b»ng Mq = Mc hay: ∂M = K.α I1I 2 ∂α I I ∂M Gãc quay cña phÇn ®éng sÏ lµ: α = 1 2 = SI1I2 (8-3) K ∂α c. §Æc ®iÓm N¨m 2008 126 http://www.ebook.edu.vn
- M«men quay tû lÖ víi tÝch sè I1I2. NÕu khung d©y phÇn ®éng m¾c song song víi t¶i cßn cuén d©y tÜnh m¾c nèi tiÕp víi t¶i, th× m«men quay tû lÖ víi c«ng suÊt t¶i tiªu thô, nªn dông cô cã thÓ dïng ®Ó ®o c«ng suÊt. - §é nh¹y cña dông cô thÊp, v× hç c¶m gi÷a hai cuén d©y nhá. - ChÞu ¶nh h−ëng nhiÒu cña tõ tr−êng ngoµi. - §é chÝnh x¸c cao v× kh«ng cã tæn hao trong lâi thÐp. - Kh¶ n¨ng qu¸ t¶i kÐm v× cuén d©y phÇn ®éng kÝch th−íc nhá. - CÊu t¹o phøc t¹p ®¾t tiÒn. §Ó t¨ng ®é nh¹y ng−êi ta chÕ t¹o c¬ cÊu s¾t ®iÖn ®éng (h×nh 8-6) trong ®ã cuén d©y phÇn tÜnh cã lâi s¾t tõ, lµm t¨ng tõ th«ng cña cuén d©y vµ do ®ã t¨ng m«men quay. 6. C¬ cÊu c¶m øng. a. CÊu t¹o PhÇn tÜnh cña c¬ cÊu cã 2 cuén d©y lâi thÐp. Cuén dßng ®iÖn cã tiÕt diÖn d©y lín, sè vßng Ýt m¾c nèi tiÕp víi t¶i. Cuén ®iÖn ¸p cã sè vßng d©y nhiÒu vµ tiÕt diÖn d©y bÐ nèi song song víi t¶i (h×nh 8-9). PhÇn ®éng cña c¬ cÊu lµ ®Üa nh«m g¾n víi trôc quay vµ bé phËn chØ thÞ. b. Nguyªn lý lµm viÖc. Cho dßng ®iÖn i vµo cuén dßng ®iÖn, sÏ t¹o nªn tõ th«ng Φi trïng víi pha dßng ®iÖn, tõ th«ng Φi xuyªn qua I ®Üa nh«m c¶m øng trong ®Üa nh«m U Zt dßng ®iÖn i1. §Æt ®iÖn ¸p vµo cuén ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn iu qua cuén d©y ®iÖn ¸p sÏ t¹o nªn H8-9 tõ th«ng Φu. Tõ th«ng Φu lµm c¶m øng trong ®Üa nh«m dßng i2. Dßng ®iÖn i1 n»m trong tõ tr−êng Bu, dßng ®iÖn i2 m»n trong tõ tr−êng Bi, chÞu t¸c dông lùc t¹o thµnh m« men lµm ®Üa nh«m quay. M«men quay ®−îc tÝnh b»ng biÓu thøc: M q = K.f.Φ u Φ i .sinψ = K p UIcosϕ = K p .P §Üa nh«m quay trong tõ tr−êng cña nam ch©m vÜnh cöu sÏ sinh ra m«men c¶n tû lÖ víi tèc ®é quay: Mc = Kc.n. Khi Mq = Mc th× ®Üa quay víi tèc ®é ®Òu: Kp.P = Kc.n TÝch ph©n 2 vÕ ph−¬ng tr×nh trªn trong kho¶ng thêi gian tõ t1 ®Õn t2 ta cã: 2 2 ∫ K p Pdt = K p Pt = ∫ K c ndt = K c N 1 1 N¨m 2008 127 http://www.ebook.edu.vn
Kc Hay lµ: P.t = A = .N = CN (8-4) Kp Trong ®ã: A lµ ®iÖn n¨ng tiªu thô N lµ sè vßng quay cña ®Üa trong kho¶ng thêi gian tõ t1 ®Õn t2. Kc = C lµ h»ng sè cña dông cô. Kp c. §Æc ®iÓm cña c¬ cÊu - Sè vßng quay cña phÇn ®éng tû lÖ víi ®iÖn n¨ng tiªu thô, nªn c¬ cÊu ®−îc chÕ t¹o lµm c«ng t¬ ®o ®iÖn n¨ng. - §é chÝnh x¸c thÊp v× khi lµm viÖc dßng ®iÖn xo¸y trong ®Üa nh«m g©y tæn hao c«ng suÊt. - C¬ cÊu phô thuéc vµo tÇn sè. §8-3. §o l−êng sè Ngµy nay ®o l−êng sè lµ tiÕn bé kü thuËt quan träng trong c¸c dông cô ®o v× cã ®é chÝnh x¸c cao vµ g¾n liÒn víi hÖ thèng tÝnh to¸n, ®iÒu khiÓn tù ®éng. 1. S¬ ®å khèi cña chØ thÞ sè. M· ho¸ X(t) BiÕn ®æi X Xö lý Gi¶i m· HiÓn thÞ §aÞ l−îng cÇn ®o x ®−îc ®−a vµo bé biÕn ®æi, ®Ó biÕn ®æi thµnh sè xung N tØ lÖ víi ®é lín cña x. Sè xung N ®−îc ®−a vµo bé m· ho¸ thµnh tÝn hiÖu c¬ sè 2- 10, sau ®ã ®−îc xö lý, råi ®Õn bé gi¶i m·, tÝn hiÖu m· 2-10 ®−îc biÕn ®æi thµnh m· thËp ph©n vµ ®−a ra bé phËn hiÓn thÞ. 2. M· sè. M· sè lµ c¸c ký hiÖu ®Ó thÓ hiÖn tËp hîp sè vµ cã thÓ viÕt, ®äc bÊt kú sè nµo. VÝ dô m· 10, m· 2. a. M∙ 2: M· 2 cã 2 ký hiÖu 0 vµ 1. 12 2 VÝ dô sè 12 = 1100 = 23 + 22+ 21+ 20 = 0 6 2 8×1+ 4×1+ 2×0+1×0. C¸c sè 8; 4; 2; 1 0 3 2 gäi lµ träng sè. §Ó ®æi 1 sè tõ c¬ sè 10 1 1 sang c¬ sè 2, th× ta chia liªn tiÕp sè c¬ sè 12 = 1100 10 cho 2 vµ sè d− trong phÐp chia ®äc ng−îc lµ sè biÓu diÔn trong hÖ 2. b. M∙ 2 -10.(BCD). N¨m 2008 128 http://www.ebook.edu.vn
C¸c ký hiÖu tõ 0 ÷9 trong m· 10 ®−îc biÓu diÔn sang m· 2, sau ®ã ghÐp vµo m· 10 thµnh m· 2-10. VÝ dô: 12340 = 0001 0010 0011 0100 0000; 56789 = 0100 0101 0111 1000 1001. 3. Bé m· ho¸.ThiÕt bÞ kü thuËt ®Ó thùc hÞªn m· ho¸ lµ trig¬. Trig¬ cã 2 ®Çu vµo R vµ S, 2 ®Çu ra lµ Q vµ Q rÊt tiÖn cho viÖc m· ho¸ c¬ sè 2. Uvµo t yo xo S Q yo U vµo t x1 Q y1 R y1 H8-10 t Khi ®−a xung U vµo c¶ 2 ®Çu cña Trig¬ th× ë 2 ®Çu ra cho 2 xung vu«ng ng−îc pha nhau. NÕu nèi liªn tiÕp c¸c trig¬ nh− h×nh8-11a th× tÝn hiÖu ra cã d¹ng 8-11b. y40 y10 y11 y20 y21 y41 y30 y31 Q Q Q Q Q Q Q Q 4 3 2 1 R S R S R S R S x H8-11a x t y1 t y21 H8-11b t y31 t y41 t N¨m 2008 129 http://www.ebook.edu.vn
§Ó thÓ hiÖn m· 2-10 Ýt nhÊt ph¶i cã 4 trig¬. C¸c sè m· 2-10 thÓ hiÖn b»ng trig¬ theo qui luËt 2n víi n lµ sè trig¬. Bèn trig¬ thÓ hiÖn ®uîc 16 sè, muèn thÓ 10 sè trong m· 2 -10 ph¶i cã ph¶n håi khi cã xung thø 9. Khi cã xung thø 9 th× tÊt c¶ c¸c trig¬ ph¶i ë tr¹ng th¸i 1 vµ khi cã m· thø 10, th× tÊt c¶ c¸c trig¬ ph¶i chuyÓn vÒ tr¹ng th¸i 0 vµ ®−a ®iÒu khiÓn sang 4 tri g¬ tiÕp theo, t−¬ng tù nh− ®Õm hÕt hµng ®¬n vÞ sang hµng chôc. H×nh 8-11a ph¶n håi thùc hiÖn ë trig¬ cuèi trë vÒ trig¬ 3 vµ 2. Khi cã xung thø 8 vµo th× ®Çu ra cña trig¬ 4 xuÊt hiÖn tÝn hiÖu ph¶n håi vÒ 2 vµ 3 ®−a chóng vÒ tr¹ng th¸i 1. Tr¹ng th¸i trig¬ Sè xung Trig¬ 4 Tri g¬ 3 Tri g¬ 2 Tri g¬ 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 P-h 1 1 1 0 9 1 1 1 1 10 0 0 0 0 4. Bé gi¶i m· (h×nh 8-13) a a Bé gi¶i m· cã nhiªm vô biÕn ®æi tÝn hiÖu m· 2-10 ®· ®−îc m¸y xö lý thµnh m· thËp ph©n ®Ó b f f ®−a ra bé phËn chØ thÞ. g g LuËt lµm viÖc cña bé gi¶i m· 7 thanh nh− sau: tÝn hiÖu vµo lµ m· 2-10, ®Çu ra lµ c¸c v¹ch c c e s¸ng tõ a ®Õn g, øng víi c¸c sè tõ 0 ®Õn 9, sè d d 10 trë vÒ chØ sè 0. VÝ dô: muèn hiÓn thÞ sè 5 th× a, f, g, c, d H8-12 s¸ng. N¨m 2008 130 http://www.ebook.edu.vn
LuËt lµm viÖc cña bé gi¶i m· 7 thanh TÝn hiÖu ra Ch÷ TÝn hiÖu vµo m· 2-10 (LED s¸ng) sè 23 22 21 20 abcd e f g 0 0 0 0 0 1111 1 1 0 1 0 0 0 1 0110 0 0 0 2 0 0 1 0 1101 1 0 1 3 0 0 1 1 1111 0 0 1 4 0 1 0 0 0110 0 1 1 5 0 1 0 1 1011 0 1 1 6 0 1 1 0 1011 1 1 1 7 0 1 1 1 1110 0 0 0 1 1 1 0 1111 1 1 1 8+P.h Ph 9 1 1 1 1 1111011 10 0 0 0 0 1111110 C¸c bé gi¶i m· ®−îc chÕ t¹o d−íi d¹ng vi m¹ch hä 74, vÝ dô vi m¹ch SN74247 a a b 3 2 a4 b f c 7 5 22 BGM a3 d g SN74 21 247 a2 e e c 20 f a1 H8-14 g d H8-13 TIL 308 Vi m¹ch SN74247 cã c¸c ®Çu ra hë cùc gãp. Nã ®−îc dïng ®iÒu khiÓn bé chØ thÞ LED cã chung Anèt +5V, dßng Anèt tõ 5mA ÷ 20mA. 5. ThiÕt bÞ thÓ hiÖn sè Trong ®o l−êng kÝ thuËt sè bé phËn chØ thÞ th−êng cã 2 lo¹i: a. ChØ thÞ sè b»ng ®Ìn phãng ®iÖn nhiÒu cùc (h×nh 8-14). N¨m 2008 131 http://www.ebook.edu.vn
§ã lµ mét ®Ìn neon gåm 1 anèt vµ 10 catèt cã h×nh c¸c sè tõ 0 ®Õn 9. Khi cã ®iÖn ¸p gi÷a anèt vµ catèt nµo th× catèt ®ã sÏ s¸ng lªn vµ con sè ®ã xuÊt hiÖn. ¦u ®iÓm cña chØ thÞ nµy lµ cã ®é s¸ng râ, nh−ng tiªu thô c«ng suÊt lín, ®iÖn ¸p cao. HiÖn nay kh«ng dïng n÷a. b. ChØ thÞ dièt ph¸t quang hoÆc tinh thÓ láng 7 thanh (h×nh 8-12) §ièt ph¸t quang lµ chÊt b¸n dÉn ph¸t s¸ng khi ®Æt vµo ®iÖn ¸p mét chiÒu, cßn tinh thÓ láng d−íi t¸c dông cña ®iÖn ¸p sÏ chuyÓn pha tõ tr¹ng th¸i trong suèt sang tr¹ng th¸i mê vµ ta cã thÓ nh×n thÊy mµu s¾c ë nÒn ®»ng sau. Tinh thÓ láng tiªu thô c«ng suÊt rÊt nhá (0,1 µA mét thanh) cßn ®ièt ph¸t quang lµ 10mA. HiÖn nay tinh thÓ láng ®−îc sö dông nhiÒu d−íi d¹ng vi m¹ch. §8- 4 §o dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p Trong c¸c ®¹i l−îng ®iÖn, dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p lµ hai ®¹i l−îng c¬ b¶n nhÊt cã quan hÖ chÆt chÏ víi nhau. 1. §o dßng ®iÖn §Ó ®o dßng ®iÖn ta m¾c nèi tiÕp ampemÐt víi m¹ch ®iÖn cÇn ®o. §Ó ®o dßng ®iÖn mét chiÒu cã thÓ dïng c¸c ampemÐt tõ ®iÖn vµ ®iÖn tõ. §Ó më réng thang ®o víi dßng ®iÖn mét chiÒu ng−êi ta dïng ®iÖn trë s¬n RS nèi song song víi c¬ cÊu ®o (h×nh 8-15). W/2 I1 I2 I3 2I I4 Icc W/2 A Is I R2 R1 R3 R4 Rs I W/2 W/2 A H8-17 H8-16 H8-15 Rs Dßng ®iÖn qua c¬ cÊu ®o lµ: I A = I. R s + R cc Trong ®ã: I lµ dßng ®iÖn cÇn do, Rcc lµ ®iÖn trë cña c¬ cÊu ®o. R + R cc I =n= s NÕu muèn më réng thang ®o n lÇn tøc lµ: IA Rs R cc Suy ra ®iÖn trë cña s¬n Rs lµ: R s = n −1 H×nh 8-15 lµ s¬ ®å s¬n cña dông cô tõ ®iÖn cã nhiÒu thang ®o. §Ó ®o dßng ®iÖn xoay chiÒu tÇn sè c«ng nghiÖp cã thÓ dïng c¸c ampemÐt ®iÖn tõ hay ®iÖn ®éng. Víi dßng ®iÖn xoay chiÒu ng−êi ta dïng m¸y biÕn dßng ®Ó më réng thang ®o. Ampemet ®iÖn tõ nhiÒu thang ®o ®−îc chÕ t¹o b»ng c¸ch chia cuén N¨m 2008 132 http://www.ebook.edu.vn
d©y tÜnh thµnh nhiÒu phÇn b»ng nhau vµ cã thÓ thay ®æi c¸ch nèi ®Ó cã c¸c thang ®o kh¸c nhau.(h×nh 8-17) §Ó ®o dßng ®iÖn xoay chiÒu b»ng dông cô tõ ®iÖn ng−êi ta ph¶i chØnh l−u dßng ®iÖn xoay chiÒu thµnh mét chiÒu. §Ó ®o dßng ®iÖn DC nhá th× dïng µA ®iÖn tö. H×nh 8-18 lµ s¬ ®å nguyªn lý cña µA ®iÖn E K tö. E R1 R2 Dßng cÇn ®o ®−a vµo cùc B I Eo cña T lµ I®. I R®c Ro Ro NÕu hÖ sè R®c truyÒn ®¹t cña T lµ βT vµ biÕt Ict T Ict Re T Ict lµ dßng ®Þnh Rb Rb2 Rb1 møc cña c¬ cÊu ®o, th× µA I® I® H8-18a ®o ®−îc dßng H8-18b D ®iÖn lµ: I® = Ict / βT 2. §o ®iÖn ¸p §Ó ®o U ng−êi ta dïng vonmet m¾c song song víi m¹ch cÇn ®o. Muèn kÕt qu¶ ®o chÝnh x¸c, th× ®iÖn trë trong cña vonmet ph¶i lín. §Ó më réng thang ®o ng−êi ta dïng ®iÖn trë phô m¾c nèi tiÕp víi c¬ cÊu ®o (h×nh 8-19). Gi¶ sö c¬ cÊu ®o cã ®iÖn ¸p ®Þnh møc (Ucc), lµ ®iÖn ¸p lµm cho kim chØ hÕt thang ®o, V I Rp muèn më réng thang ®o m lÇn nghÜa lµ U/Ucc = m H8-19 th×: R p U − U cc = = m − 1 hay lµ Rp = Rcc (m - 1). R cc U cc G EN Ex 2 1 Trong ®ã: Rcc ®iÖn trë cña c¬ cÊu. Khi cÇn ®o ®iÖn ¸p lín (cì kV) ng−êi ta dïng m¸y 2K UK 1 RN biÕn ®iÖn ¸p ®Ó h¹ ®iÖn ¸p cao xuèng ®iÖn ¸p thÊp. §Ó n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o, ng−êi Ip RK ECC ta tiÕn hµnh ®o b»ng ph−¬ng ph¸p bï, lµ so s¸nh R®c ®iÖn ¸p cÇn ®o Ux víi ®iÖn ¸p mÉu ®· biÕt Uk cã H8-20 ®é chÝnh x¸c cao (h×nh 8-20). §é chªnh lÖch ®iÖn ¸p : ∆U = Ux - Uk ®−îc ph¸t hiÖn b»ng c¬ cÊu chØ kh«ng. N¨m 2008 133 http://www.ebook.edu.vn
§Ó ®o U cã tÇn sè lín, dïng v«nmet ®iÖn tö. §iÖn ¸p cÇn ®o ®−îc chØnh l−u vµ ®−a vµo bé khuyÕch ®¹i mét chiÒu (h×nh 8-21). §Çu ra cña khuyÕch ®¹i mét chiÒu lµ c¬ cÊu tõ ®iÖn. ¦u ®iÓm cña vonmet ®iÖn tö lµ cã ®é nh¹y cao, ®iÖn trë vµo lín cã thÓ ®¹t tíi 100 MΩ c«ng suÊt tiªu thô rÊt Ýt, kho¶ng tÇn sè lµm viÖc réng, dÔ dµng ®iÒu H8-21 chØnh vµ më réng thang ®o. §8-5. §o c¸c th«ng sè m¹ch ®iÖn 1. §o ®iÖn trë A a. Ph−¬ng ph¸p Volmet vµ Ampemet I RX §Ó ®o ®iÖn trë ta cã thÓ dïng Ampemet ®o dßng V ®iÖn I vµ Volmet ®o ®iÖn ¸p U trªn R. §iÖn trë cÇn ®o: H8-22 U Rx = . RX I A I Trªn h×nh 8-22 cã: Rx + Ra = U/I, ®iÖn trë Ampemet H8-23 V Ra g©y sai sè cña phÐp ®o, nÕu ®iÖn trë cÇn ®o nhá th× ¶nh h−ëng cña ®iÖn trë Ampemet Ra cµng lín, v× thÕ s¬ ®å dïng ®Ó ®o ®iÖn trë trung b×nh vµ lín. µA Trªn h×nh 8-23 cã: Rp U.R v U U 1 I do ®ã: R x = = I= + IR v − U I − 1 RX Rx Rv E U Rv §iÖn trë Volmet Rv g©y sai sè cña phÐp ®o, nÕu H8-24 ®iÖn trë cÇn ®o cµng nhá th× ®iÖn trë Volmet Rv ¶nh h−ëng cµng Ýt v× thÕ s¬ ®å dïng ®Ó ®o ®iÖn trë nhá. b. ¤m mÐt (h×nh 8 - 24) NÕu ®iÖn ¸p U lµ kh«ng ®æi th× ®iÖn trë tû lÖ nghÞch víi dßng ®iÖn I, do ®ã biÕt dßng ®iÖn suy ra ngay ®iÖn trë. H×nh 8-24 lµ s¬ ®å nguyªn lý cña «mmÐt. Dßng ®iÖn: N¨m 2008 134 http://www.ebook.edu.vn
E = f (R x ) I= R p + R cc + R x ë ®©y Rp lµ ®iÖn trë phô ®Ó ®iÒu chØnh vÞ trÝ kh«ng, Rcc lµ ®iÖn trë cña c¬ cÊu tõ ®iÖn. c. Mªg«mmÐt Lµ dông cô ®o ®iÖn trë lín. Trong mªg«mmÐt c¬ cÊu ®o lµ l«g«mÐt tõ ®iÖn, nguån ®iÖn lµ m¸y ph¸t ®iÖn mét chiÒu quay tay cã ®iÖn ¸p tõ 500V ®Õn 1000V (h×nh 8-25). U Trªn h×nh 8-25 dßng ®iÖn I1 = vµ rp1 + r1 + R x U I2 = rp2 + r2 Trong ®ã r1, r2 lµ ®iÖn trë cña cuén d©y phÇn ®éng rp1 , rp2 lµ ®iÖn trë phô ®Ó ®iÒu chØnh. rp1 rp2 Gãc quay α cña mªg«mmÐt tû lÖ víi tû sè cña hai dßng ®iÖn nghÜa lµ: Rx + ⎛ I ⎞ ⎛ rp2 + r2 ⎞ - α = f⎜ 1 ⎟ = f⎜ ⎟ ⎜I ⎟ ⎜r +r +R ⎟ ⎝ 2 ⎠ ⎝ p1 1 ⎠ H8-25 x d. CÇu ®iÖn trë §Ó ®o ®iÖn trë chÝnh x¸c h¬n th× dïng ph−¬ng ph¸p so s¸nh víi ®iÖn trë mÉu b»ng cÇu ®iÖn trë. H×nh 8-26 lµ s¬ ®å cña cÇu ®o ®iÖn trë, ®iÖn trë cÇn ®o Rx lµ mét nh¸nh cña cÇu, c¸c ®iÖn trë mÉu R2, R3, R1 cã thÓ ®iÒu chØnh ®−îc. Nguån cung cÊp E nèi vµo mét ®−êng chÐo cña cÇu, cßn ®−êng chÐo kia lµ c¸i chØ kh«ng. §iÒu chØnh c¸c ®iÖn trë ®Ó ®iÖn kÕ chØ kh«ng, khi ®ã cÇu c©n b»ng nªn: I1 = I 2 ; I 3 = I 4 I2 R2 R1 Nªn R 1 I1 = R 3 I 3 vµ R 2 I 2 = R 4 I 4 = R x I 4 I1 R3 I R X I4 Chia c¸c biÓu thøc trªn cho nhau ta ®−îc: 3 Rx R3 RR = hay lµ R x = 2 3 E R 2 R1 R1 Trong c¸c cÇu ®o, th−êng tû sè R2/R1 chän H8-26 b»ng 1, 10, 100. Khi ®o c¸c ®iÖn trë rÊt nhá, ¶nh h−ëng cña ®iÖn trë d©y nèi vµ ®iÖn trë tiÕp xóc lµ ®¸ng kÓ, ®Ó lo¹i bá c¸c ¶nh h−ëng nµy ng−êi ta th−êng dïng cÇu kÐp. 2. §o tæng trë N¨m 2008 135 http://www.ebook.edu.vn
Tæng trë cña m¹ch ®iÖn Z = R + jX cã thÓ ®o gi¸n tiÕp b»ng Ampemet, Volmet vµ o¸tmÐt, hoÆc ®o trùc tiÕp b»ng c¸c cÇu ®o tæng trë. Trong c¸ch ®o gi¸n tiÕp ta cã c¸c biÓu thøc tÝnh to¸n: U P Z = ; R = 2 ; X = Z2 − R 2 C X rX I I R2 §Ó ®o chÝnh x¸c, ta dïng c¸c cÇu ®o xoay I G chiÒu. Khi cÇu c©n b»ng quan hÖ cña c¸c tæng trë c¸c nh¸nh t−¬ng tù ë cÇu ®o ®iÖn trë. C 3 r3 e R4 a. CÇu ®o ®iÖn dung C ~ Trªn h×nh 8-27 lµ cÇu ®o ®iÖn dung cña tô ®iÖn cã tæn hao Ýt. Tô gåm ®iÖn dung Cx nèi H8-27 tiÕp víi rx. C¸c ®iÖn trë mÉu R2, R4, ®iÖn dung mÉu C3 ®−îc nèi nèi tiÕp víi ®iÖn trë r3 ®Ó cïng tÝnh chÊt víi Cx vµ rx. Khi cÇu c©n b»ng: Z1 Z 4 = Z 2 Z3 1 1 ë ®©y: Z1 = rx + ; Z 2 = R 2 ; Z3 = r3 + ; Z4 = R 4 jωC x jωC 3 R2 R Suy ra: rx = r3 vµ C x = C 3 4 R4 R2 §èi víi tô ®iÖn cã tæn hao lín Cx ®−îc xem nh− nèi song song víi rx. 1 Ta cã: Z1 = Z2 = R 2 ; ; 1 + j ωC x rx R2 1 Z3 = ; Z4 = R 4 1 rx + jωC 3 LX R4 r3 G Khi cÇu c©n b»ng cã: R2 R4 = C4 I R3 e 1 1 + jωC x + jω C 3 ~ rx r3 H8-28 R R Tõ ®ã suy ra: C x = C 3 4 ; rx = r3 2 R2 R4 b. CÇu ®o ®iÖn c¶m §Ó ®o ®iÖn c¶m Lx cña cuén d©y th× dïng cÇu xoay chiÒu h×nh 8-28. Ta cã: Z1 = rx + jωL x r4 Z2 = r2 ; Z 3 = r3 ; Z 4 = 1 + jωC 4 r4 N¨m 2008 136 http://www.ebook.edu.vn
(rx + jωL x )r4 = r2 r3 CÇu c©n b»ng khi: 1 + jωC 4 r4 r3 Suy ra: rx = r2 ; L x = C 4 r2 r3 r4 §8-6. I §o c«ng suÊt vµ ®iÖn n¨ng W Z 1. O¸tmÐt mét pha kiÓu ®iÖn ®éng U Rp H×nh 8-29 lµ s¬ ®å nguyªn lý cña o¸tmÐt mét pha kiÓu ®iÖn ®éng. Cuén d©y dßng ®iÖn ®−îc nèi tiÕp víi phô t¶i H8-29 cÇn ®o. Cuén d©y ®iÖn ¸p ®−îc nèi song song víi m¹ch cÇn ®o. Gãc quay cña c¬ cÊu ®iÖn ®éng tû lÖ víi c«ng suÊt t¸c dông P = UIcosϕ. 2. §o c«ng suÊt t¸c dông cña m¹ch ba pha §Ó ®o c«ng suÊt cña m¹ch ba phaYo ta A cã thÓ dïng c¸c Wmet m¾c nh− h×nh 8-30. W PA = U A I A cosϕ A B PB = U B I B cosϕ B W PC = U C I C cosϕ C C W P3pha = PA + PB + PC O Cã thÓ dïng 2 Wmet nèi nh− h×nh 8-29 ®Ó H8-30 ®o c«ng suÊt m¹ch ba pha ba d©y, trong ®ã Wmet thø nhÊt ®o c«ng suÊt. ( ) rr W1 = U AC I A cos U AC . IA Wmet thø hai ®o c«ng suÊt W ( ) rr A W2 = U BC I B cos U BC . IB B Trong ®ã: r r r U AC = U A − U C C r r r H8-31 U BC = U B − U C VËy tæng sè chØ cña 2 Wmet lµ: ( ) ( ) ( ) r rr r rr rr rr rr r W1 + W2 = U A − U C IA + U B − U C IB = U A IA + U B IB − U C IA + IB r r r V× IA + IB = − IC nªn ta cã: W1 + W2 = U A I A cosϕ A + U B I B cosϕ B + U C I C cosϕ C = P3 pha N¨m 2008 137 http://www.ebook.edu.vn
3. §o c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trong m¹ch ba pha §Ó ®o c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña m¹ch ba pha ®èi xøng ta dïng o¸t met m¾c nh− h×nh 8-30 trong ®ã Wmet mét pha cã dßng ®iÖn IA cßn ®iÖn ¸p d©y lµ UBC. ChØ sè cña Wmet sÏ lµ: ( ) Q 3pha rr W = U BC I A cos U BC IA = U d I d sinϕ = A 3 B Do ®ã c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cña m¹ch ba pha sÏ lµ: C Q 3pha = 3P H8-30 §8-7. §o l−êng c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn 1. Nh÷ng kh¸i niÖm chung C¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn nh− nhiÖt ®é, vËn tèc, gia tãc, øng suÊt ... cã thÓ ®o ®−îc mét c¸ch chÝnh x¸c b»ng phÐp ®o l−êng ®iÖn. ¦u ®iÓm c¬ b¶n cña ph−¬ng ph¸p ®o lµ cã ®é chÝnh x¸c cao, cã thÓ ®o tù ®éng, ®o tõ xa vµ tù ghi kÕt qu¶. S¬ ®å khèi cña dông cô ®o c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cã c¸c kh©u chñ yÕu sau ®©y: (h×nh 8-31). - ChuyÓn ®æi ®o l−êng: ®Ó biÕn ®æi c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn thµnh tÝn hiÖu ®iÖn ... - C¸c kh©u trung gian nh»m khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu, bï ¶nh h−ëng cña nhiÖt ®é hay tÇn sè. - C¬ cÊu ®o l−êng ë ®Çu ra nh− Volmet, ®iÖn thÕ kÕ... th−êng cã thang chia theo ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn. §¹i l−îng M¹ch ®o ChuyÓn C¬ cÊu ®o kh«ng ®iÖn ®æi H8-31 Sau ®©y ta sÏ giíi thiÖu s¬ l−îc mét sè chuyÓn ®æi vµ m¹ch ®o mét sè ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn. 2. C¸c chuyÓn ®æi ®o l−êng ChuyÓn ®æi ®o l−êng cã nhiÖm vô biÕn c¸c ®¹i l−îng kh«ng ®iÖn cÇn ®o thµnh c¸c ®¹i l−îng ®iÖn. Theo nguyªn lý t¸c ®éng chuyÓn ®æi ®o l−êng cã c¸c lo¹i: - ChuyÓn ®æi ®iÖn trë - ChuyÓn ®æi ®iÖn tõ N¨m 2008 138 http://www.ebook.edu.vn
- ChuyÓn ®æi tÜnh ®iÖn - ChuyÓn ®æi ®iÖn tö - ChuyÓn ®æi ho¸ ®iÖn ... a. ChuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn Trong chuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn, sù biÕn thiªn cña nhiÖt ®é dÉn tíi sù xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng c¶m øng cña cÆp nhiÖt ®iÖn, hay dÉn tíi thay ®æi trÞ sè nhiÖt ®iÖn trë. ThiÕt bÞ chÝnh lµ 1 cÆp nhiÖt ®iÖn. Qu¸ tr×nh ®o liªn hÖ chÆt chÏ víi m«i tr−êng xung quanh, diÖn tÝch trao ®æi nhiÖt, tèc ®é chuyÓn ®éng cña m«i truêng, nång ®é cña m«i truêng dÉn ®iÖn v× thÕ c¸c chuyÓn ®æi nhiÖt ®iÖn kh«ng nh÷ng chØ dïng ®o nhiÖt ®é mµ cßn dïng ®Ó ®o Èm ®é, tèc ®é, di chuyÓn. b. ChuyÓn ®æi ®iÖn trë BiÕn trë (h×nh 8-32) lµ mét vÝ dô ®¬n gi¶n nhÊt cña chuyÓn ®æi. l A §iÖn trë cña biÕn trë: R x = R x R l E Trong ®ã: - R lµ ®iÖn trë toµn bé cña biÕn trë. H8-32 - l chiÒu dµi toµn bé biÕn trë - lx kho¶ng di chuyÓn cña con ch¹y tÝnh tõ ®Çu biÕn trë. BiÕn trë lo¹i nµy dïng ®Ó ®o di chuyÓn th¼ng. NÕu chÕ t¹o biÕn trë quay quanh trôc cã thÓ dïng ®Ó ®o di chuyÓn gãc. c. ChuyÓn ®æi nh¹y víi lùc c¨ng CÊu t¹o gåm miÕng giÊy máng lµm ®Õ, trªn ®ã d¸n mét sîi d©y m¶nh h×nh r¨ng l−îc (h×nh 8-33) b»ng constantan nicrom. MÆt trªn chuyÓn ®æi l¹i d¸n mét líp giÊy máng ®Ó b¶o vÖ. ChuyÓn ®æi ®−îc d¸n lªn trªn c¸c chi tiÕt cÇn ®o biÕn d¹ng, sao cho c¸c d©y r¨ng l−îc theo chiÒu biÕn d¹ng. ∆R σ = K. H8-33 Sù biÕn thiªn cña ®iÖn trë chuyÓn ®æi: R E Trong ®ã: K lµ ®é nh¹y cña chuyÓn ®æi, σ lµ øng suÊt t¸c dông lªn chuyÓn ®æi, E lµ m«®un ®µn håi d. ChuyÓn ®æi ®iÖn tõ Lµ chuyÓn ®æi trong ®ã ®¹i l−îng kh«ng H8-34 ®iÖn (th−êng lµ c¸c di chuyÓn th¼ng hay quay) dÉn ®Õn thay ®æi ®iÖn c¶m, hç c¶m hoÆc xuÊt hiÖn søc ®iÖn ®éng c¶m øng ë cuén d©y. H×nh 8-34 vÏ nguyªn lý cña mét sè chuyÓn ®æi ®iÖn tõ. Sù di chuyÓn cña phÇn ®éng m¹ch tõ lµm thay ®æi ®iÖn c¶m cña cuén d©y. e. ChuyÓn ®æi ®iÖn dung N¨m 2008 139 http://www.ebook.edu.vn