1 / 19

Chương 4 : Ño L(inductance),C(capacitance)& M (mutual inductance)

Chương 4 : Ño L(inductance),C(capacitance)& M (mutual inductance). 4.1- Đo L &C dùng vôn kế và ampe kế 4.2 - Đo L&C dùng cầu đo AC 4.3- Đo M dùng vôn kế và ampe kế 4.4 - Đo M dùng cầu đo. 4.1.1 Ño ñieän dung :

karim
Download Presentation

Chương 4 : Ño L(inductance),C(capacitance)& M (mutual inductance)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Chương 4 : Ño L(inductance),C(capacitance)& M (mutual inductance) 4.1- Đo L &C dùng vôn kế và ampe kế 4.2 - Đo L&C dùng cầu đo AC 4.3- Đo M dùng vôn kế và ampe kế 4.4 - Đo M dùng cầu đo

  2. 4.1.1 Ño ñieän dung : Maïch ño ñöôïc maéc theo hình 4.1. Toång trôû cuûa ñieän dung CX ñöôïc xaùc ñònh bôûi voân-keá vaø ampe-keá (neáu söï hao maát do ñieän moâi cuûa tuï ñieän khoâng ñaùng keå). ; Suy ra: Vaø ñieän dung caàn ño: Trong tröôøng hôïp maïch ño duøng theâm watt-keá (H.4.2), ñieän trôû ræ RX cuûa ñieän dung CX ñöôïc xaùc ñònh bôûi bieåu thöùc sau: RX= P/I2 Toång trôû cuûa ñieän dung: Do ñoù: Töø ba bieåu thöùc treân ta suy ra: Söï hao maát coâng suaát do ñieän dung cho bôûi: )

  3. δ: goùcmaátcuûañieän dung. Neáugoùcmaátnhoû: tg sin = PCX/I2. Söïchínhxaùccuûaphöôngphaùpñonaøycoùtheåbaènghoaëclôùnhônphöôngphaùpñotröôùc. Phöôngphaùpduøng watt-keákhoângchínhxaùckhixaùcñònhnhöõngñieän dung coùgoùcmaátnhoû. Ñeåñogoùcmaát ñöôïcchínhxaùc, ngöôøitathöôøngduøngphöôngphaùpcaàuño (ñeàcaäpôûphaànsau).

  4. 4.1.2 Đo ñieän caûm: Maïch ño ñieän caûm LX ñöôïc maéc nhö hình 4.3. Toång trôû cuûa ñieän caûm LX ñöôïc xaùc ñònh: vaø ñieän caûm: LX = vôùi P laø coâng suaát toån hao cuûa cuoän daây ñöôïc xaùc ñònh bôûi watt-keá . vôùi: Z -ñöôïcxaùcñònhbôûivoân-keávaøampe-keá; RX - ñöôïcxaùcñònhtröôùc. Trongtröôønghôïpduøngtheâm watt-keánhöhình 4.4 cuoändaâycoùñieäncaûmLXñöôïcxaùcñònh:

  5. 4.2 CAÀU ÑO ÑO ÑIEÄN DUNG VAØ ÑIEÄN CAÛM 4.2.1 Caàu Wheatstone xoay chieàu Ñeå ñôn giaûn ta coi caàu ño AC ñöôïc caáu taïo gioáng nhö caàu ño Wheatstone moät chieàu (caàu ño DC). Caùc phaàn töû cuûa caàu laø ñieän trôû, ñieän dung hoaëc ñieän caûm. Nguoàn cung caáp laø tín hieäu sin (ñoä meùo daïng nhoû), taàn soá aâm taàn (khoaûng 1kHz hoaëc taàn soá ñieän löôùi). Phöông phaùp ño duøng cho caàu ño AC gioáng nhö caàu ño DC. Ñoái vôùi phöông phaùp caân baèng hoaëc khoâng caân baèng, chuùng ta chæ ñeà caäp ñeán phöông phaùp caân baèng cho caàu ño AC. Theo maïch ño cuûa caàu ño AC (H.4.9): Ñieàu kieän caân baèng cho caàu ño AC Z1 . Z3 = Z2 . Z4 Hình 4.9Caàu Wheatstone AC Neáu khai trieån soá phöùc cuûa phöông trình caân baèng, ta coù: Caân baèng phaàn thöïc: Re[Z1Z3] = Re[Z2Z4] Caân baèng phaàn aûo: Im[Z1Z3] = Im[Z2Z4]

  6. Thieát bò chæ thò söï caân baèng cuûa caàu ño AC Tai nghe (earphone hoaëc headphone): Voân-keá ñieän töû hoaëc ñieän keá AC Dao ñoäng kyù tia aâm cöïc Hình 4.10: Caùc thieát keá chæ thò caân baèng a) Tai nghe; b) Ñieän keá AC c) Ñieän keá AC coù khueách ñaïi; d) Dao ñoäng kyù tia aâm cöïc

  7. Tuï ñieän: Trong thöïc teá doøng ñieän I qua tuï ñieän khoâng leäch pha 900 ñoái vôùi ñieän aùp rôi treân tuï ñieän vì coù toån hao beân trong tuï ñieän. Toån hao naøy do ñieän moâi trong tuï ñieän coù ñieän trôû ræ (khoâng caùch ñieän hoaøn toaøn). Do ñoù maïch töông ñöông cuûa tuï ñieän ñöôïc dieãn taû theo hình 4.12. Cuoän daây: Coù ñieän caûm L, ñieän trôû R cuûa daây quaán vaø coù maïch töông ñöông ôû taàn soá cao nhö hình 4.13 coøn ñieän dung kyù sinh ôû giöõa caùc voøng daây quaán cuûa cuoän daây khoâng ñaùng keå ôû taàn soá tín hieäu aâm taàn, nhöng ñöôïc quan taâm ñeán taàn soá cao. Hình 4.12: a) Maïch töông ñöông cuûa ñieän dung khi  lôùnb)  nhoû; c) Giaûn ñoà vectô V-I Hình 4.13: a) Maïch töông ñöông cuûa cuoän daây khi Q nhoû b) ÔÛ taàn soá cao; c) Khi Q lôùn

  8. Tröôøng hôïp ñieän dung coù hao maát nhoû: trò soá D nhoû maïch töông ñöông bao goàm [CX + RX] (H.4.16). Nhö vaäy vôùi ZX = RX + Heä soá D ñöôïc xaùc ñònh baèng bieåu thöùc: ; Theo bieåu thöùc treân D thöôøng coù giaù trò nhoû (D0,1). Tröôøng hôïp ñieän dung coù hao maát lôùn, heä soá D lôùn. Maïch töông ñöông cuûa ñieän dung [CX//RX]. Toång trôû Z cuûa ñieän dung coù daïng: (D  0,1: D lôùn). ; Heä soá D ñöôïc xaùc ñònh:

  9. Heä soá Q cuûa cuoän daây: Phaåm chaát cuûa cuoän daây coù ñieän caûm LX ñöôïc xaùc ñònh baèng heä soá Q. Neáu cuoän daây coù söï hao maát nhoû (ñieän trôû cuûa cuoän daây nhoû) : coù maïch töông ñöông RX noái tieáp LX coù heä soá Q cuûa cuoän daây laø: (ngöôïc laïi vôùi heä soá cuûa ñieän dung) (Q  10: Q nhoû). Neáu cuoän daây coù söï hao maát lôùn (ñieän trôû cuûa cuoän daây lôùn): maïch töông ñöông (RX // LX): ( trò soá lôùn); (Q  10: Q lôùn). Hình 4.16: Maïch töông ñöông cuûa C, L

  10. 4.2.3 Caàu phoå quaùt (universal bridge) ño ñieän dung vaø ñieän caûm : Hình 4.17: Caàu phoå quaùt ño ñieän dung: a) Caàu Sauty; b) Caàu Nernst maïch caàu ño [RX + CX]:Khi caàu caân baèng: Caân baèng phaàn thöïc: Caân baèng phaàn aûo: 1/CXR4 = 1/C1R3; Cx = ( R3 /R4 ) C1 = C1R1

  11. Maïch caàu ño ñieän dung [C1//R1], C1, R1 cuõng ñöôïc chuyeån sang daïng [C1//R1] khi caàu caân baèng daãn ñeán: R3(1/R1 + jωC1) = R4(1/RX + jωCX) ; Caân baèng phaàn thöïc : Caân baèng phaàn aûo R3C1 = R4CX;CX = (R3/R4)C1 heä soá D: D = 1/ ( ωCXRX) = 1/( ωC1R1) Öu ñieåm cuûa caùc caàu ño treân khoâng phuï thuoäc vaøo taàn soá cuûa tín hieäu. Nhöng veà phöông dieän toång trôû cuûa hai maïch töông ñöông ñeàu coù toång trôû nhö nhau.

  12. Caàu phoå quaùt ño ñieän caûm: Caàu phoå quaùt ño ñieän caûm cuõng goàm coù hai daïng duøng cho loaïi ñieän caûm coù heä soá Q nhoû vaø Q lôùn (H.4.18). ● Caàu Maxwell, Maïch caàu ño [LX + RX]: – Khi caàu thoûa ñieàu kieän caân baèng: Caân baèng phaàn thöïc: LX = C3R1R4 Caân baèng phaàn aûo: ; Do ñoù heä soá Q cuûa cuoän daây [LX +RX] ñöôïc xaùc ñònh: = C3R3. ● Caàu Hay : maïch caàu ño [LX//RX], khi caàu thoûa maõn ñieàu kieän caân baèng: ( ) – R1R4 = R3 –

  13. ; Hình 4.18: Caàu phoå quaùt ño ñieän caûm cuoän daâya) Caàu Maxwell-Wien; b) Caàu Hay Caân baèng phaàn thöïc: LX= C3R1R4 Caân baèng phaàn aûo: Heä soá Q cuûa cuoän daây trong tröôøng hôïp naøy ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: 1/R3C3 =

  14. ● Caàu Owen: Ño cuoän daây, duøng ñieän dung maãu. Khaûo saùt maïch hình 4.19, ñeå coù ñieàu kieän caân baèng cuûa caàu: Goùc maát: tgX ; Trong caàu naøy LX ñöôïc ño vôùi ñoä chính xaùc khaù cao, phuï thuoäc ñieän dung maãu C1 Hình 4.19 Hình 4.20Caàu Owen ño cuoän daây Caàu Schering ño ñieän dung ● Caàu Schering : ño ñieän dung duøng cuoän daây maãu (H.4.20) vaø ño toån hao trong vaät lieäu caùch ñieän cao caáp. Khi ño ñieän dung nhoû, C1 laø ñieän dung khoâng khí. Khi ño ñieän dung lôùn, C1 laø tuï mica thaät toát ñeå goùc maát baèng khoâng. Ñieàu kieän caân baèng: X = R3C1. Khi ñoù söï caùch ñieän toång trôû nhaùnh C1 vaø (Cx+Rx) raát lôùn so vôùi nhaùnh R4 vaø [ R3 // C3 ] neáu caàu söû duïng nguoàn ñieän aùp cao cung caáp cho caàu.

  15. 4.3 Ño heä soá hoã caûm M Hình 4.7: Ño M cuûa hai cuoän daây maéc noái tieáp (quaán ngöôïc chieàu) Theo maïch ño hình 4.5, heä soá hoã caûm M giöõa hai cuoän daây ñöôïc xaùc ñònh bôûi: M = V vaø I cho bôûi voân-keá vaø ampe-keá. Ngoaøi ra chuùng ta cuõng bieát: n1, n2: soá voøng daây quaán vaøo cuoän daây 1 vaø 2. R: töø trôû cuûa maïch töø Theo hình 4.6 toång soá ñieän caûm cuûa hai cuoän daây ñöôïc xaùc ñònh: La = L1 + L2 + 2M Do ñoù L­añöôïc xaùc ñònh bôûi toång trôû Za cho bôûi voân-keá vaø ampe-keá: vôùi Za - toång trôû cuûa hai cuoän daây

  16. (cöïc tính cuûa cuoän daây ñöôïc ñònh treân hình 4.7, khi ñoù toång soá ñieän caûm cuûa hai cuoän daây ñöôïc xaùc ñònh: Lb = L1 + L2 – 2M Lb cuõng ñöôïc xaùc ñònh bôûi toång trôû Zbcho bôûi voân-keá vaø ampe-keá theo bieåu thöùc: Lb Töø hai giaù trò cuûa La, Lb coù theå suy ra heä soá hoã caûm M nhö sau: La – Lb = 4M Hoaëc M = ( La – Lb )/ 4 Ño ñieän dung vaø ñieän caûm trong maùy ño ña duïng (V.O.M) Theo hình 4.8 doøng ñieän I (trò hieäu duïng) qua boä chæ thò V.O. M phuï thuoäc vaøo trò soá CX hoaëc LX. Khi ES (trò hieäu duïng) vaø  = 2f (taàn soá cuûa tín hieäu VS) ñaõ ñöôïc xaùc ñònh vaø oån ñònh thì ta coù I = VSCX hoaëc I = VS/LX. Hình 4.8: Ño CX vaø LX baèng V.O.M

  17. 4.4 Ño heä soá Hoå Caûm M duøng caàu ño 4.4.1 Caàu Maxwell ñeå ño hoã caûm (H.4.22) Khi caàu caân baèng : jM1i1 = j(L1 + l)i2 + R1i2 jMXi1 = jLXi2 + R2i2 Hình 4.22: Caàu Maxwell ño heä soá hoã caûm M M1(jLX + R2) = MX[j(L1 + l) + R1] Caân baèng phaàn thöïc vaø phaàn aûo: M1 laø hoã caûm maãu (coù theå thay ñoåi ñöôïc), MX laø hoã caûm muoán ño, l laø cuoän daây theâm vaøo ñeå caân baèng ñieän caûm trong maïch, R1 vaø R2 thöôøng laø hoäp ñieän trôû 4.4.2 Caàu Heavyside Ño hoã caûm duøng cuoän daây maãu nhö treân hình 4.23, M laø hoã caûm caàn ño cuûa hai cuoän daây. Cuoän daây thöù caáp coù ñieän caûm laø L2. Khi caàu caân baèng: G chæ ñieåm “0” thì: R2i1 = R4i3 (a ) (R3 + jL3)i3 = (R1 + jL1)i1 –jM(i1 + i3) ( b) Chia (b ) cho (a ) vaø ruùt goïn :

  18. Caân baèng phaàn thöïc vaø aûo,ta coù ñöôïc: M phaûi döông cho neân tæ soá cuûa bieåu thöùc tính M coù ñieàu kieän nhö sau: 4.4.3 Caàu Carey Foster caûi tieán Hình 4.23: Caàu Heavysider ño heä soá hoã caûm M Duøng tuï ñieän maãu ñeå ño heä soá hoã caûm. Khaûo saùt maïch hình 4.24. Khi caàu caân baèng coù phöông trình sau: (1) jM(i1 + i3) = (R1 + jL1)i1 [R1 + j(L1 – M]i1 = jMi3 ( 2) Chia (2) cho ( 1) coù ñöôïc : Hình 4.24: Caàu Carey Foster caûi tieán ño heä soá hoã caûm M

  19. Suy ra: theo Töø ñoù caân baèng phaàn thöïc vaø aûo ta ñöôïc: M = R1R4C2; L1 = R1(R4 + R2)C2 Theo keát quaû trò soá M phaûi döông, nhö vaäy cöïc tính phaûi maéc ñuùng nhö hình 4.24 Cuõng theo phöông trình treân, M phaûi nhoû hôn L1. • Baøi taäp : • Theo hình B.4.19, xaùc ñònh eo theo es LX vaø R • Theo hình B. 4.20,Xaùc ñònh eo theo es CX vaø R Hình B.4.19 Hình B.4.20

More Related