Giáo trình Đo lường điện (Trình độ: Cao đẳng nghề)

ý khi sử dụng: Để mở rộng giới hạn đo, người ta có thể chuyển đổi từ đấu nối tiếp sang đấu song song các phân đoạn của cuộn tĩnh hoặc có thể mở rộng giới hạn đo bằng cách đấu thêm điện trở phụ vào cuộn động. Cũng có thể áp dụng cả hai biện pháp nói trên. Cách đọc Oátmét: Do Oátmét có nhiều giới hạn đo nên khi đo cần phải xác định hằng số của Oátmét cho mỗi thang đo. (W/vạch) (3.46) Và P = CP.đm Trong đó: đm - là góc quay lớn nhất trên thang đo.   PKRR UIK IIK t fb dt    .. ..  fbt RR K K    fb d RR U I     PKRR u IK t fb t . cos ..      ( .IU C dmdmP   U Id It  54 Khi mắc Oátmét cần chú ý đấu đúng cực tính. Nếu tùy tiện đổi chiều của cuộn dòng hoặc cuộn điện áp thì Id hoặc It sẽ đổi chiều. Khi đó góc lệch pha giữa hai véc tơ dòng điện là (1800 - ). Mô men quay Mq < 0   < 0  Không đo được. Theo quy định, các đầu của cuộn dây động và tĩnh nối với nguồn điện được đánh dấu (*) hoặc dấu (+). b/ Đo công suất mạch xoay chiều ba pha * Mạch 3 pha bốn dây Hình 3-26 Đo công suất tải 3 pha bằng 3 Oátmét Để đo công suất tác dụng mạch 3 pha 4 dây người ta dùng ba Oátmét một phần tử (hình 3-26). Công suất của toàn mạch sẽ là công suất tổng của cả ba pha. P3Pha = P1+P2+P3 (3.47) Trên cơ sở của phương pháp 3 Oátmét một phần tử, người ta chế tạo Oátmét 3 phần tử. Oátmét này có 3 cuộn dòng điện và 3 cuộn điện áp. Cuộn điện áp được gắn trên cùng một trục. Vì vậy góc quay  tỷ lệ với công suất 3 pha. * Mạch 3 pha ba dây (hay mạch 3 pha không có dây trung tính) - Công suất tác dụng: Để đo công suất của phụ tải đối xứng hoặc không đối xứng, ta dùng hai Oátmét mắc như hình 3-27. A B C O W1 W3 Phụ tải 3 pha W2 55 Hình 3-27 Đo công suất phụ tải 3 pha bằng 2 Oátmét Công suất tức thời qua 2 Oátmét W1 và W2 là : P1 = iA. uAC và P2 = iB.uBC Công suất tức thời của 2 Oátmét: P = P1 + P2 = iA . uAC + iB.uBC Vì : uAC = uA – uC uBC = uB – uC Nên: P = iA . uA + iB . uB – (iA + iB) uC Do mạch chỉ có 3 pha 3 dây nên theo định luật Kiếchốp 1: iC = - (iA + iB) Do đó : P = iA . uA + iB . uB + iC . uC = PA + PB + PC P3P = P1 + P2 (3.48) Công suất của mạch 3 pha bằng tổng đại số số chỉ của 2 Oátmét. Ta có thể dùng Oátmét 3 pha 2 phần tử được chế tạo từ 2 cơ cấu Oátmét một pha nối chung một trục, cách mắc dây như phương pháp đo công suất 3 pha bằng 2 Oátmét. - Công suất phản kháng Có thể dựa vào công thức đã học để tính công suất phản kháng 3 pha từ công suất tác dụng 3 pha ta đo được. Có thể dùng một Oátmét một pha để đo công suất phản kháng mạch 3 pha đối xứng, mắc dây như hình 3-28: W1 W2 Phụ tải 3 pha A B C 56 Hình 3-28 Đo công suất phản kháng bằng Oátmét Nếu số chỉ của Oátmét là: P1 = UBC IA cos(UBC. iA) = UBC. IA cos(90 0 - ) = Ud.I d sin  Công suất phản kháng mạch ba pha đối xứng: (3.49) Công suất của mạch 3 pha đối xứng bằng 3 lần chỉ số của Oátmét. 3.3. Đo điện năng. a/ Công tơ 1 pha Công tơ điện được chế tạo dựa trên cơ cấu đo cảm ứng. * Cấu tạo: (Hình 3-29) Hình 3-29 Cấu tạo công tơ 1 pha - Phần tĩnh: + Cuộn điện áp (Wu): Số vòng lớn, tiết diện nhỏ PQ IUQ pha ddpha 3 sin3 3 3    1- Cuộn điện áp 2- Cuộn dòng diện 3- Trục quay 4- Đĩa nhôm 5- Nam châm vĩnh cửu 6- Bộ đếm 7- Bánh răng Phụ tải 3 pha W A B C 1 7 2 3 4 5 6 Rt U~ 57 + Cuộn dòng điện (Wi): Số vòng nhỏ, tiết diện lớn + Cả 2 cuộn dây đều có lõi thép bằng các lá thép kỹ thuật điện ghép lại, có nhiệm vụ sinh ra từ trường móc vòng qua mạch từ và qua phần động + Nam châm vĩnh cửu đặt gần đĩa nhôm, có nhiệm vụ tạo ra mô men cản. - Phần động: + Đĩa nhôm: được gắn trên trục, có đường kính D = 80 100 mm và dày 0,5  1,5 mm. + Trục: được gắn với đĩa nhôm và các bánh răng ăn khớp của bộ đếm. + Bộ đếm : gồm các con lăn chỉ cho kết quả đo (nhờ các bánh răng trung gian). - Bộ phận phụ: Giá đỡ, vỏ bảo vệ, ốc vít ... * Nguyên lý làm việc. (Dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ) Mắc công tơ vào mạch cần đo. Khi có dòng I qua phụ tải và qua cuộn dòng Wi, sẽ tạo ra từ thông I. Điện áp U được đặt vào cuộn áp Wu, dòng Iu tạo thành 2 từ thông u xuyên qua đĩa nhôm và l không xuyên qua đĩa nhôm. - Iu qua Wu  u = kI.I - I qua Wi  I = kU.IU = kU.U/ZU Qua tính toán, ta xác định được Mq của cơ cấu cảm ứng: Mq = kqUIsin = kqUIcos = kqP Công tơ quay đều với tốc độ n khi Mq = Mc  kc.n = kqP Với Mc = kc.n Nhân cả 2 vế với thời gian (t): kc.n.t = kq.P.t hay N = k.A (3.50) Trong đó: + C, kq, kI, kU, kq, kc là các hệ số tỷ lệ. +  là góc lệch pha U và I +  là góc lệch pha giữa U và I + N là số vòng quay của công tơ trong thời gian t N = n.t + A là điện năng mà phụ tải tiêu thụ trong thời gian t A = P.t Vậy từ biểu thức (3.50) ta thấy dựa vào số vòng quay N của đĩa nhôm trong khoảng thời gian t ta biết được số điện năng A phụ tải đã tiêu thụ trong  Mq =    58 khoảng thời gian đó. * Cách đấu Hình 3-30 Cách đấu nối công tơ trong mạch cần đo b/ Công tơ 3pha * Cấu tạo: Công tơ 3 pha là một dụng cụ chuyên dùng đo điện năng tiêu thụ trong mạch xoay chiều 3 pha có tần số xác định, công tơ hay còn gọi là máy đếm điện năng. - Cấu tạo bên ngoài của công tơ (hình (3-31). Trên mặt số công tơ, ta thấy hàng số ghi 3 380/220V - 50Hz, ... Nghĩa là: Số 3 biểu thị số pha. 380V biểu thị điện áp dây (Ud). 220V biểu thị điện áp pha (Uf). 50Hz là tần số công nghiệp (f). 30-60A cường độ dòng điện cho phép 150 v/kWh: khi đĩa nhôm quay được 150 vòng thì tương ứng với một chữ số điện hay 1kWh (kilôoát giờ). Khi đĩa nhôm quay được 15 vòng thì ô chỉ Ph ụ Tả 1 Hình 3-31 Hình dáng bên ngoài của một loại công tơ 3 pha 3x380/220V- 50Hz 30-60A 150v/kWh 1 2 3 4 59 số phụ chuyển được một chữ số. Khi ô chỉ số phụ chuyển qua được 10 chữ số thì ô chỉ số chính ở hàng đơn vị sẽ chuyển được 1 chữ số điện hay 1kWh . - Cấu tạo bên trong của công tơ 3 pha: Hình 3-32 Công tơ 3 pha 1- Vỏ công tơ ; 2 - Cuộn dây dòng điện; 3 - Cuộn dây điện áp; 4 - Các đầu nối điện Cấu tạo của công tơ 3 pha cũng tương tự như cấu tạo của công tơ 1 pha, chỉ khác ở chỗ: Công tơ một pha có một cuộn dây dòng điện và một cuộn dây điện áp còn ở công tơ 3 pha có 3 cuộn dây dòng điện và 3 cuộn dây điện áp (còn gọi là công tơ 3 pha 3 phần tử). Để đơn giản chúng ta chỉ cần quan tâm đến các cuộn dây dòng điện và các cuộn dây điện áp cùng các tiếp điểm đầu nối điện vào và ra của công tơ (như hình 3-32). - Nguyên lý làm việc Khi dùng công tơ 3 pha để đo điện năng tiêu thụ của phụ tải điện 3 pha, ta có thể áp dụng 2 phương pháp sau đây : + Phương pháp đo trực tiếp: Chỉ áp dụng khi dòng điện đi qua phụ tải (Ipt) có trị số nhỏ hơn hoặc bằng dòng điện định mức cho phép của công tơ (IđmCT) IPt  I đmCT Cách đấu dây theo sơ đồ hình 3-32. 1 2 4 2 2 3 3 3 60 + Phương pháp đo gián tiếp: Chỉ áp dụng khi dòng điện đi qua phụ tải (Ipt) có trị số lớn hơn nhiều so với dòng điện định mức cho phép của công tơ (Iđmct). IPt > IđmCT Đối với phương pháp đo gián tiếp ta có thể dùng công tơ 3 pha 3 phần tử có Iđm = 5A kết hợp với 3 máy biến dòng để đo điện năng tiêu thụ của phụ tải. Cách đấu dây theo hình 3-33. Hình 3-33 Sơ đồ sử dụng máy biến dòng để đo đếm điện năng TI3 Tải 3 pha TI2 TI1 61 THỰC HÀNH ĐO CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐIỆN: U, I, P VÀ A * Đo điện áp và dòng điện Trình tự thực hiện như sau: 1. Dùng máy đo VOM đo kiểm tra các cấp điện áp AC, DC của bộ nguồn thí nghiệm. 2. Lắp mạch như hình sau: 3. Đo dòng điện qua mạch chính (I) B1: Nối tắt c – d; c – i. B2: Cấp nguồn tại a(+) và g (–). B3: Tiến hành đo dòng điện tại b(+), c(–), và ghi kết quả vào bảng 1. 4. Đo dòng điện qua mạch nhánh thứ nhất (I1) Mạch đang ở trạng thái như phần 3, tiến hành: B1: Nối tắt b – c. B2: Hở mạch tại c – d. B3: Đo dòng điện qua mạch nhánh thứ nhất (I1) tại c(+), d(–) và ghi kết quả vào bảng 1. 5. Đo dòng điện qua mạch nhánh thứ hai (I2) Tiến hành tương tự như phần 4. Nối tắt c - d, hở mạch và đo tại c(+) và i(-), ghi kết quả vào bảng 1. Chú ý: Muốn đo dòng điện tại điểm nào thì phải hở mạch và đo tại điểm đó. 6. Đo sụt áp trên từng nhánh và từng phần tử. Mạch đang ở trạng thái như phần 5, tiến hành: B1: Nối tắt c – i, nguồn vẫn cấp như cũ. B2: Đo sụt áp trên từng nhánh tại các điểm: a – b; d – f; f – g; và i – h. B3: Đo sụt áp trên từng điện trở tại các điểm a – b; d – e; e – f; f – g; và i – h, ghi kết quả vào bảng 1. 7. Làm lại các thí nghiệm từ phần 2 đến 6 nhưng với những giá trị khác của điện áp nguồn, kết quả cũng ghi vào bảng tương tự (thực hiện ít nhất là 4 giá trị nguồn điện khác nhau). R1 a R2 R3 R4 R5 b c d e f g h i I 1 I 2 I 62 8. Đo xác định lại các giá trị điện trở. Giải mạch bằng định luật Ohm để kiểm chứng kết quả thí nghiệm. Cho nhận xét về sự khác biệt (nếu có) giữa lý thuyết và thực nghiệm. Bảng 1: Ghi nhận kết quả đo UCC I I1 I2 UR1 UR2,3 UR4 UR5 R1 = UR2 UR3 R2 = R3 = R4 = R5 = 63 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu hỏi yêu cầu trả lời nhanh: + Đọc kỹ các câu hỏi, chọn ý trả lời đúng nhất và đánh dấu (X) vào ô thích hợp ở cột tương ứng (Mỗi câu chỉ có một ý đúng). TT Nội dungcâu hỏi a b c d 3.1. Dòng điện xoay chiều thường được đo bằng: a. Ampe Kìm; b. VOM; c. Oátmét và Vônmét; d. Ampemét và Vônmét. 3.2. Khi đo dòng điện hoặc điện áp; Góc quay của kim càng lớn thì kết luận: a. Trị số càng nhỏ; b. Trị số rất nhỏ; c. Trị số càng lớn; d. Tuỳ loại. 3.3 Khi đo dòng điện hoặc điện áp bằng máy đo chỉ thị kim. Trị số phải được đọc trị từ: a. Phải qua trái; b. Trái qua phải; c. Giữa ra 2 biên; d. Tại vị trí kim dừng lại. 3.4 Khi đo điện áp: Để phép đo được chính xác, điện trở cơ cấu đo so với điện trở tải phải: a. Rất nhỏ; b. Bằng nhau; c. Rất lớn; d. Lớn hơn. 3.5 Công suất mạng 3 pha 4 dây được đo trực tiếp bằng: a. Oátmét 1 pha; b. Oátmét 3 pha 3 phần tử; 64 c. Vônmét; d. Oátmét 3 pha 2 phần tử. 3.6 Công suất mạng 3 pha 3 dây được đo trực tiếp bằng: a. Oátmét 1 pha; b. Oátmét 3 pha 2 phần tử; c. Oátmét 3 pha 3 phần tử; d. Ampemét. 3.7 Công suất mạch điện 3 pha 4 dây được đo gián tiếp bằng: a. Oátmét 3 pha; b. 3 Oátmét 1 pha; c. 2 Oátmét 1 pha; d. Ampemét 3.8 Công suất mạch điện 3 pha 3 dây được đo gián tiếp bằng: a. Oátmét 3 pha; b. 3 Oátmét 1 pha; c. 2 Oátmét 1 pha; d. Ampemét. 3.9 Dùng 3 Oátmét 1 pha để đo công suất mạng 3 pha khi: a. Mạng 3 pha không có dây trung tính; b. Mạng 3 pha có dây trung tính và phụ tải không đối xứng; c. Mạng 3 pha có phụ tải không đối xứng; d. Mạng 3 pha trung thế trở lên. 3.10 . Dùng 2 Oátmét 1 pha để đo công suất mạng 3 pha khi: a. Mạng 3 pha không có dây trung tính; b. Mạng 3 pha có dây trung tính và phụ tải không đối xứng; c. Mạng 3 pha có phụ tải không đối xứng; d. Mạng 3 pha trung thế trở lên. 3.11 Dùng 1 Oátmét 1 pha để đo công suất 3 pha khi: a. Mạng 3 pha không có dây trung tính; b. Mạng 3 pha có dây trung tính và phụ tải không đối xứng; c. Mạng 3 pha có dây trung tính và phụ tải đối xứng; d. Mạng 3 pha trung thế trở lên. 3.12 Công suất mạng điện một chiều được đo gián tiếp bằng: a. Oátmét DC. 65 b. Vônmét và Ampemét DC; c. Oátmét 1 pha; d. Công tơ điện. 3.13 Công suất mạng điện một chiều được đo trực tiếp bằng: a. Oátmét DC. b. Vônmét và Ampemét DC; c. Oátmét 1 pha; d. DC Công tơ điện. 3.14 Cuộn dây dòng điện trong Oátmét 1 pha được mắc: a. Nối tiếp với tải; b. Song song với tải; c. Song song với nguồn; d. Nối qua tụ bù 3.15 Cuộn dây điện áp trong Oátmét một pha được mắc: a. Nối tiếp với tải; b. Song song với tải; c. Song song với nguồn; d. Nối qua tụ bù. 3.16 Thông thường Oátmét 1 pha dùng để đo: a. Công suất tác dụng; b. Công suất phản kháng; c. Công suất biểu kiến; d. Dung lượng của tụ bù. 3.17 Công tơ điện 1 pha dùng để đo: a. Công suất tiêu thụ của hộ gia đình. b. Điện năng tiêu thụ của hộ gia đình. c. Dòng điện tiêu thụ của hộ gia đình. d. Điện năng tiêu thụ mạng DC. 3.18 Cuộn dây dòng điện và cuộn dây điện áp trong công tơ 1 pha có đặc điểm: a. Cuộn điện áp nhiều vòng, dây nhỏ; Cuộn dòng điện ít vòng, dây to; b. Cuộn điện áp ít vòng, dây to; Cuộn dòng điện nhiều 66 vòng, dây nhỏ; c. Cuộn điện áp nhiều vòng, dây to; Cuộn dòng điện ít vòng, dây nhỏ; d. Cuộn điện áp ít vòng, dây nhỏ; Cuộn dòng điện nhiều vòng, dây to. 3.19 Khi công tơ điện không có nam châm vĩnh cửu thì hoạt động của dĩa nhôm có đặc điểm: a. Quay chậm hơn; b. Quay nhanh hơn; c. Không quay; d. Quay theo tần số nguồn. 3.20 Một công tơ điện có số vòng quay cho mối kWh là 600. Khi hiệu chỉnh, nếu dùng bóng đèn 100W (ở đúng điện áp định mức) thì thời gian chỉnh định cho một vòng quay là: a. 30 giây; b. 45 giây; c. 60 giây; d. 75 giây. 3.21 Muốn kiểm tra tốc độ quay “nhanh” hay “chậm” của công tơ 1 pha. Ngoài công suất tải ta còn phải căn cứ vào: a. Hằng số máy đếm của công tơ; b. Điện áp định mức của công tơ; c. Dòng điện tải qua công tơ; d. Tần số điện áp nguồn. 3.22 Cho biết chỉ số Ampemét và Vônmét trong mạch điện hình vẽ B C a. Dòng điện dây, điện áp dây; b. Dòng điện dây, điện áp pha; c. Dòng điện pha, điện áp dây; d. Dòng điện pha, điện áp pha. 3.23 Muốn đo dòng điện chính xác thì điện trở nội của Ampemét so với điện trở phụ tải phải: a. Nhỏ hơn nhiều lần; 67 b. Lớn hơn nhiều lần; c. Bằng nhau; d. Không so sánh được. Câu hỏi tự luận: 1. Nêu cấu tạo của Ampemét một chiều. Các phương pháp mở rộng thang đo của Ampemét một chiều. 2. Nêu cấu tạo của Vônmét một chiều. Các phương pháp mở rộng thang đo của Vônmét một chiều. 3. Nêu các phương pháp mở rộng thang đo của Ampemét và Vônmét điện từ và điện động. 4. Nêu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Oátmét điện động. 5. Nêu cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của công tơ 1 pha. 6. Có mấy cách mắc phụ tải trong mạch điện 3 pha. Nêu các phương pháp đo công suất tác dụng (công suất thực) trong mạch điện 3 pha đối xứng và không đối xứng. 7. Nêu cấu tạo và nguyên lý làm việc của công tơ 3 pha. 8. Công suất thực và công suất phản kháng khác nhau ở chỗ nào? Nêu phương pháp đo công suất phản kháng trong mạch điện 3 pha. 9. Nêu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của tần số kế cộng hưởng cơ khí. 10. Nêu đặc điểm của tần số kế điện từ và điện động. 11. Nêu phương pháp đo điện trở bằng Vônmét và Ampemét. Tính sai số của phương pháp đo, vẽ sơ đồ theo hai cách mắc Vônmét và Ampemét. Giả sử rằng điện trở cần đo R = 400, Ampemét có điện trở rA = 0,5, Vônmét có rV = 10k. Mắc theo sơ đồ nào cho sai số nhỏ hơn, vẽ mạch đo và tính toán. 12. Nêu cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của Ômmét đo điện trở. Vẽ sơ đồ. 13. Nêu phương pháp đo điện dung tụ điện và điện cảm của cuộn dây. Vẽ sơ đồ. Bài tập: 1. Một Ampemét từ điện (hình a) có dòng điện định mức qua cơ cấu đo I0 = 0,1A; điện trở của khung dây cơ cấu r0 = 99. Điện trở sun rS = 1. Xác định dòng điện toàn phần chạy qua Ampemét khi kim của Ampemét: 68 a- Lệch toàn thang đo b- Lệch 1/2 thang đo c- Lệch 1/4 thang đo. Hình a 2. Một Ampemét có 3 thang đo như (hình b) có các điện trở: r1= 0,05; r2 = 0,45; r3 = 4,5; r0 = 1k. Dòng điện định mức của cơ cấu I0 = 50A. Tính các giá trị I1, I2, I3? 3. Một miliAmpemét từ điện có thang đo 150 vạch, với giá trị độ chia CI = 0,1mA. Điện trở của cơ cấu đo r0 = 100. Tính các giá trị điện trở sun tương ứng để đo dòng điện 1A, 2A, 5A. Vẽ sơ đồ mạch. 4. Một cơ cấu đo từ điện có dòng định mức I0 = 20mA. Người ta mắc thêm vào cơ cấu một điện trở sun rS = 0,2 sẽ đo được dòng cực đại là 200mA. Tính các điện trở phụ nối với cơ cấu mới này để đo điện áp 100V; 300V; 600V. Vẽ sơ đồ mạch. 5. Một cơ cấu đo từ điện có dòng định mức I0 = 10mA. Điện trở của cơ cấu đo r0 = 100. Người ta sử dụng cơ cấu trên để chế tạo một Vônmét có 3 thang đo (hình c). Biết rằng các điện trở R1 = 4900; R2 = 5000; R3 = 20000. Xác định các giá trị điện áp U1, U2 và U3. 6. Người ta sử dụng 1 Vônmét và 1 Ampemét để đo công suất của phụ tải thuần trở. Vônmét có thang đo 220V; cấp chính xác 1,0. Ampemét có thang đo 30A; cấp chính xác 1,5. Khi đo Vônmét chỉ 220V; Ampemét chỉ 20A. Tính công suất tiêu thụ của phụ tải. Tính sai số tương đối lớn nhất của phép đo. I IS I0 rS r0 Hình b I0 r2 r0 r1 r3 I1 I2 I3 I U1 U2 U3 R2 R1 R3 I0 * R0 Hình c 69 7. Người ta dùng 1 Ampemét có thang đo 10A; Vônmét có thang đo 300V và 1 Oátmét có thang đo Uđm = 300V; Iđm = 15A để đo công suất của 1 phụ tải trong mạch 1 pha. Khi đo Ampemét chỉ 8A; Vônmét chỉ 220V. Xác định công suất tiêu thụ của phụ tải và số chỉ trên Oátmét biết rằng thang đo của Oátmét có 150 vạch chia. Hệ số cos = 0,95. 8. Một công tơ 1 pha trên mặt thang đo có ghi 1kWh - 1500vòng. Trong thời gian 4 phút công tơ quay được 100 vòng. Tính công suất tiêu thụ của hộ gia đình có công tơ trên. 9. Để kiểm tra một công tơ, trên mặt thang đo có ghi 1kWh - 2500 vòng. Người ta dùng 1 Oátmét điện động có Uđm = 300V, Iđm = 20A. Thang chia độ có 150 vạch. Khi kiểm tra, kim Oátmét lệch đi 100 vạch. Trong 3 phút, đĩa nhôm của công tơ quay được 490 vòng. Xác định công suất thực của phụ tải và sai số của công tơ? Đáp số: 1. Imax = 10A; I1/2 = 5A; I1/4 = 2,5A. 2. I1 = 10,05mA; I2 = 100,5mA; I3 = 1005mA. 3. rs1 = 1,52; rs2 = 0,76; rs3 = 0,3. 4. Rf1 = 4998,2; Rf2 = 14998,2; Rf3 = 29998,2. 5. U1 = 50V; U2 = 100V; U3 = 300V. 6. P = 4400W; P% = 0,0225%. 7. Ppt = 1672W; Số chỉ CP = 55,7 vạch. 8. Ptt = 1kW. 9. Ppt = 4000W; P% = 2%. 70 BÀI 4 SỬ DỤNG CÁC LOẠI MÁY ĐO THÔNG DỤNG Mã bài: MĐ16_B04 Giới thiệu: Khoa học kỹ thuật ngày nay rất phát triển, người ta đã sản xuất ra nhiều loại máy đo để đo các đại lượng lượng của mạch điện, đồng thời người ta cũng đã sản xuất ra những máy đo để giúp cho người công nhân sử dụng thuận tiện khi đo các thông số của mạch điện cũng như khi khảo sát, nghiên cứu sự hoạt động của mạch. Như vậy đòi hỏi người công nhân phải có một trình độ hiểu biết về chức năng của từng loại máy đo cũng như phải thao tác, sử dụng thành thạo các loại máy đo đó. Mục tiêu: Học xong bài học này, học viên có năng lực: - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc cơ bản của các loại máy đo, thiết bị đo thông dụng. - Sử dụng được các loại máy đo, thiết bị đo thông dụng để để đo các đại lượng điện cơ bản, kiểm tra, phát hiện lỗi của các thiết bị, hệ thống điện. - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị chính xác 90% theo các qui trình do giáo viên đưa ra. Nội dung chính: 1. SỬ DỤNG VOM, M, TERA Mục tiêu: Sử dụng được các loại máy đo, thiết bị đo thông dụng để để đo các đại lượng điện cơ bản, kiểm tra, phát hiện lỗi của các thiết bị, hệ thống điện và đảm bảo an toàn cho người, thiết bị. 1.1. Sử dụng VOM (Đồng hồ đo điện vạn năng) Đồng hồ đo điện vạn năng là loại đồng hồ bao gồm nhiều mạch đo các đại lượng điện như Volt, Ohm, MiliAmpe và các mạch đo khác, mà chỉ dùng chung một điện kế loại khung dây quay và trên mặt điện kế có vạch nhiều thang Hình 4-1 Đồng hồ đo điện vạn năng hiển thị kim 71 đo. Vì thế gọi là đồng hồ đo điện vạn năng (hay VOM) là chỉ các mạch đo. Sự chuyển đổi mạch đo là nhờ bộ chuyển mạch. Sau đây là hình dáng bên ngoài của một loại đồng hồ đo điện vạn năng thông dụng (hình 4-1). a/ Một số chú ý khi sử dụng VOM Đồng hồ đo điện vạn năng là một thiết bị đo lường có nhiều chi tiết tinh vi, chính xác. Khi sử dụng phải chú ý đến các quy định có tính chất nguyên tắc sau: - Với mỗi loại đồng hồ, phải nghiên cứu kỹ cách dùng trước khi đo để tránh nhầm lẫn trong thao tác và đọc đúng kết quả đo. - Trước khi đo, phải đặt đồng hồ đúng vị trí chỉ dẫn, phải kiểm tra tiếp xúc của các que đo. - Trước mỗi lần đo, cần đặt chuyển mạch ở vị trí thích hợp với đại lượng đo có trị số lớn hơn một ít (tiếp cận trên) với trị số cần đo để kết quả đo được chính xác (có sai số nhỏ nhất). Tốt nhất kim nên chỉ thị ở khoảng 2/3 thang đo trở lên khi đo điện áp và dòng điện, khoảng từ 0  1/3 thang đo khi đo điện trở. - Để đồng hồ đo không hư hỏng, tuyệt đối không sử dụng vượt quá thang đo. Khi đo các điện áp, các dòng điện chưa biết thì trước tiên phải để chuyển mạch ở thang đo lớn nhất rồi mới chuyển dần sang thang đo thấp hơn. Sau mỗi lần đo nên để chuyển mạch ở thang đo điện áp xoay chiều lớn nhất để đồng hồ khỏi bị chấn động. - Trước mỗi lần đo phải chập kim đo để điều chỉnh điện trở biến đổi sao cho kim chỉ dúng vị trí số “0” ban đầu, trong khi đo cần tránh cầm tay vào hai đầu kim loại của que đo hoặc hai đầu vật cần đo để tránh điện trở thân người làm sai lệch kết quả đo và xảy ra tai nạn lao động. Nếu cầu chì trong đồng hồ bị đứt thì phải thay cầu chì mới theo đúng trị số quy định rồi mới sử dụng. b/ Cách sử dụng * Đo điện trở (Ômmét - R) Chỉ đo với mạch không có điện áp (vì có nguồn pin trong đồng hồ) B1- Cắm que đỏ vào cọc (+), que đen vào cọc (-). B2- Xoay núm chọn lọc ở vị trí đo Ômmét ( R1, R10, ...) B3- Ở mỗi thang đo, chập hai que đo và kiểm tra, chỉnh kim đúng vạch 0 (ở phía phải thang đo). B4- Khi đo chạm hai đầu que đo vào hai đầu linh kiện muốn đo điện trở và đọc trị số điện trở ở thang đo  (thang A) 72 Ứng dụng của Ômmét: - Đo điện trở của điện trở, cuộn dây ... (hình 4-2a) - Kiểm tra tụ điện (hình 4-2b) + Chạm hai que đo vào hai đầu tụ, nếu kim vọt lên rồi trở về vạch 0. Kết luận tụ tốt, không bị dò rỉ. + Nếu kim vọt lên rồi đứng luôn. Kết luận tụ bị chập, nối tắt. + Nếu kim không nhảy, kể cả khi đo tráo lại hai que đo hoặc nâng thêm bậc đo đến R1K, R10K mà kim không nhảy. Kết luận tụ bị đứt. - Kiểm tra diode (điốt) hoặc kiểm tra sự liền mạch, hở mạch của công tắc * Đo điện áp xoay chiều (Volt kế AC - VAC) B1- Cắm que đỏ vào cọc (+), que đen vào cọc (-) B2- Xoay núm chọn lọc ở vị trí đo VAC với cấp điện áp lớn hơn điện áp định đo. B3- Chạm hai que đo vào hai điểm trong mạch điện muốn đo. Chú ý an toàn điện. B4- Đọc trị số vôn trên thang đo: - C với cấp điện áp 10V - B với các cấp điện áp: 50V, 250V, 1000V. a) b) Hình 4-2 a) Phương pháp đo điện trở của điện trở b) Phương pháp kiểm tra tụ điện 73 * Đo điện áp một chiều (Volt mét DC - VDC) B1- Cắm que đỏ vào cọc (+) và que đen vào cọc (-) B2- Xoay núm chọn lọc ở vị trí đo VDC (phần màu trắng) với cấp điện áp thích hợp. B3- Chạm que đỏ vào điện áp (+) và que đen vào điện áp (-), kiểm tra kim lệch phải đúng chiều. B4- Đọc trị số trên thang đo B với thang đo đã chọn trước. * Đo dòng điện (miliAmpemét - DCA) Chỉ đo cường độ dòng điện một chiều I < 250mA, chủ yếu ở ngành điện tử. B1- Cắm que đỏ vào cọc dương, que đen vào cọc âm B2- Xoay núm chọn lọc ở vị trí đo cường độ dòng điện DCA. B3- Mắc Ampemét nối tiếp bằng cách nối que đỏ vào dây (+) của nguồn điện DC và dây đen (-) vào một đầu của mạch vật muốn đo, đầu còn lại của mạch vật đo nối về dây (-) của nguồn điện DC (hình 4-3). B4- Khi cho điện vào mạch, đọc trị số cường độ trên thang đo B. Hình 4-3 Phương pháp đo cường độ dòng điện (mA) c/ Bảo quản Không để đồng hồ những nơi có nhiệt độ cao, từ trường mạnh hoặc những nơi ẩm ướt. Tuyệt đối không được tháo rời các chi tiết cơ khí của đầu đồng hồ, trừ những trường hợp cần phải sửa chữa. Tránh để đồng hồ bị va chạm mạnh. Khi vận chuyển đi xa, phải nối tắt mạch khung dây cơ cấu đo để hạn chế những chấn động mạnh và giảm dao động của khung (theo định luật Lenxơ). VOM (DCA) Đỏ Đen U= 74 Sau một thời gian sử dụng, cần hiệu chỉnh lại các thang đo theo quy định. d/ Đồng hồ VOM hiển thị số (hình 4-4) Đồng hồ vạn năng điện tử (vạn năng kế điện tử) là một loại đồng hồ vạn năng sử dụng các linh kiện điện tử chủ động, và do đó cần có nguồn điện như pin. Đây là loại thông dụng nhất hiện nay cho những người làm công tác kiểm tra điện và điện tử. Kết quả của phép đo thường được hiển thị trên một màn tinh thể lỏng nên đồng hồ cũn được gọi là đồng hồ vạn năng điện tử hiện số. Đồng hồ số (Digital) có một số ưu điểm so với đồng hồ cơ khí, đó là độ chính xác cao hơn, trở kháng của đồng hồ cao hơn do đó không gây sụt áp khi đo vào dũng điện yếu, đo được tần số điện xoay chiều. Tuy nhiên đồng hồ này có một số nhược điểm là chạy bằng mạch điện tử nờn hay hỏng, khú nhỡn kết quả trong trường hợp cần đo nhanh, không đo được độ phóng nạp của tụ. Hình 4-4 Đồng hồ đo điện vạn năng hiển thị số Hướng dẫn sử dụng: * Đo điện áp một chiều (hoặc xoay chiều) B1- Đặt đồng hồ vào thang đo điện áp DC (hoặc AC) B2- Để que đỏ đồng hồ vào lỗ cắm "VΩ mA" que đen vào lỗ cắm "COM" B3- Bấm nút DC/AC để chọn thang đo là DC nếu đo áp một chiều hoặc AC nếu đo áp xoay chiều. B4- Xoay chuyển mạch về vị trí "V" hãy để thang đo cao nhất nếu chưa 75 biết rõ điện áp, nếu giá trị báo dạng thập phân thì ta giảm thang đo sau. B5- Đặt thang đo vào điện áp cần đo và đọc giá trị trên màn hình LCD của đồng hồ. Nếu đặt ngược que đo (với điện một chiều) đồng hồ sẽ báo giá trị âm (-) * Đo dòng điện DC (AC) B1- Chuyển que đỏ đồng hồ về thang mA nếu đo dòng nhỏ, hoặc 20A nếu đo dòng lớn. B2- Xoay chuyển mạch về vị trí "A" B3- Bấm nút DC/AC để chọn đo dòng một chiều DC hay xoay chiều AC B4- Đặt que đo nối tiếp với mạch cần đo B5- Đọc giá trị hiển thị trên màn hình. * Đo điện trở B1- Trả lại vị trí dây cắm như khi đo điện áp. B2- Xoay chuyển mạch về vị trí đo "Ω", nếu chưa biết giá trị điện trở thì chọn thang đo cao nhất, nếu kết quả là số thập phân thì ta giảm xuống. B3- Đặt que đo vào hai đầu điện trở. B4- Đọc giá trị trên màn hình. Chức năng đo điện trở còn có thể đo sự thông mạch, giả sử đo một đoạn dây dẫn bằng thang đo trở, nếu thông mạch thì đồng hồ phát ra tiếng kêu. * Đo tần số B1- Xoay chuyển mạch về vị trí "FREQ" hoặc " Hz" B2- Để thang đo như khi đo điện áp. B3- Đặt que đo vào các điểm cần đo B4- Đọc trị số trên màn hình. * Đo Logic Đo Logic là đo vào các mạch số (Digital) hoặc đo các chân lệnh của vi xử lý, đo Logic thực chất là đo trạng thái có điện - ký hiệu "1" hay không có điện "0", cách đo như sau: B1- Xoay chuyển mạch về vị trí "LOGIC" B2- Đặt que đỏ vào vị trí cần đo, que đen vào mass. Màn hình chỉ "▲" là báo logic ở mức cao, chỉ "▼" là báo logic ở mức thấp * Đo các chức năng khác 76 Vạn năng kế điện tử còn có thể có thêm các chức năng sau: - Kiểm tra nối mạch: máy kêu "bíp" khi điện trở giữa 2 đầu đo (gần) bằng 0. - Hiển thị số thay cho kim chỉ trên thước. - Thêm các bộ khuếch đại điện để đo hiệu điện thế hay cường độ dòng điện nhỏ, và điện trở lớn. - Đo độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện. Có ích khi kiểm tra và lắp đặt mạch điện. - Kiểm tra diode và transistor. Có ích cho sửa chữa mạch điện. - Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt. - Đo tần số trung bình, khuyếch đại âm thanh, để điều chỉnh mạch điện của radio. Nó cho phép nghe tín hiệu thay cho nhìn thấy tín hiệu (như trong dao động kế). - Dao động kế cho tần số thấp. Xuất hiện ở các vạn năng kế có giao tiếp với máy tính. - Bộ kiểm tra điện thoại. - Bộ kiểm tra mạch điện tử. - Lưu giữ số liệu đo đạc (ví dụ của hiệu điện thế). Chú ý: Khi cần đo các linh kiện như điôt, tranzitor, tụ điện, ... ta nên dùng đồng hồ cơ khí sẽ cho kết quả tốt hơn và đo nhanh hơn. 1.2. Sử dụng mêgaÔm - M a/ Cấu tạo Gồm một bộ phận chính là lôgômét từ điện. Trong đó, cuộn dây 1 được mắc nối tiếp với Rf, cuộn dây 2 được mắc nối tiếp với RX. 2 cuộn dây được nối song song với nhau và được cung cấp điện áp U từ một máy phát điện 1 chiều quay tay hay còn gọi là (Ma nhê tô). b/ Nguyên lý làm việc Khi đo RX, ta nối RX vào 2 cọc a và b, RX sẽ được nối tiếp với một cuộn dây của lôgômét. Hình 4-5 Sơ đồ cấu tạo MêgaÔm RX Rf  .a 1 2 MF + _ 77 Quay manhêtô với một tốc độ 120 vg/ph nó sẽ phát ra một điện áp U = 500V hoặc U = 1000V, tùy theo từng loại cụ thể. Lúc đó 2 cuộn dây của lôgômét có I1 và I2 chạy qua, do chiều quấn ngược nhau nên 1 cuộn đóng vai trò mô men quay, 1 cuộn đóng vai trò mô men cản, do đó ta có phương trình thang đo (4.1). Vì 2 cuộn dây nối song song nên ta có: Từ 2 biểu thức này suy ra: Trong đó: R1, R2, Rf có trị số không đổi nên góc quay chỉ phụ thuộc vào RX. Vì vậy thang chia độ khắc theo RX . 1.3. Sử dụng Teramét - Tera Mỗi hệ thống nối đất, khi dẫn dòng điện qua đất, đều có một điện trở nối đất. Dòng điện lan truyền trong đất, bắt đầu từ tâm là các cọc nối đất, tỏa ra bốn xung quanh theo các mặt cầu, càng ra xa cọc tiếp đất điện dẫn càng lớn, nên điện trở càng nhỏ. Thực nghiệm chứng tỏ rằng nếu khoảng cách tới cọc lớn hơn 20m thì có thể điện trở bỏ qua. Vì thế điện trở nối đất coi như chỉ tồn tại trong phạm vi 20m kể từ cọc nối đất. Có nhiều phương pháp đo điện trở nối đất, ở đây ta nghiên cứu dụng cụ đo đọc thẳng để đo điện trở nối đất gọi là Teramét. Sơ đồ (hình 4-6a) dưới đây chính là sơ đồ đo điện trở nối đất bằng Teramét kiểu MC - 07 do liên xô chế tạo.        2 1 I I f (4.1 ) 1 2 2 1 RR RR I I f X               1 2 RR RR f f X r1 r2 R X U I  20m  20m Hình 4-6a (4.2 ) (4.3 ) 78 Teramét có 3 cực: cực x nối với cọc cần đo điện trở nối đất, cực U và cực I là 2 cực dòng và áp, nối tới 2 cọc nối đất phụ: Cực điện áp U và cực dòng điện I chôn cách cọc x và cách nhau ít nhất là 20m. Điện trở phụ rf được chọn khá lớn so với điện trở nối đất ru cũng như điện trở r1, r2 của các khung dây, cơ cấu đo ở đây là tỷ số kế từ điện. Hình tương đương của Teramét (như hình 4-6b) sau: Khi đo, manhêtô cung cấp dòng một chiều I1 qua khung dây thứ nhất, dòng này đến điểm X sẽ rẽ nhánh thành I2 qua khung dây thứ hai và I1 ’ qua rx xuống đất. Vì Rf rất lớn so với rx và ru nên I2 nhỏ hơn nhiều so với I1 và ta có thể coi: I1 ’ I1 ru + Rf + r2  Rf Hai nhánh rx và (ru + Rf + r2) đấu song song nên ta có : I1 ’. rx = I2(ru + Rf + r2) Áp dụng quan hệ gần đúng ở trên: I1. rX  I2. Rf  I1/I2 = Rf/rX Từ đó góc quay của kim là: Nếu Rf bằng hằng số thì  chỉ phụ thuộc rX nên từ góc quay , ta xác định được điện trở cần đo.              X f r R f I I f 2 1 X U I I2 r1 r2 Rf rI ru rx I1 ’ Hình 4-6b 79 Sơ đồ trên có nhược điểm là dòng điện qua đất là dòng điện một chiều, gây ra hiện tượng điện phân dung dịch ngấm trong lòng đất, làm thay đổi điện trở nối đất gây sai số. Để tránh sai số này, trong Teramét kiểu MC- 07 có bố trí thêm hai vòng góp điện, để biến đổi dòng điện qua các cọc nối đất thành dòng xoay chiều, còn dòng điện qua tỷ số kế vẫn là dòng một chiều (hình 4-6c) Đường nét liền trên hình vẽ là đường dẫn dòng điện một chiều, còn đường nét đứt dẫn dòng điện xoay chiều. Hình 4-6c Teramét có vòng góp điện Vòng góp điện X U I Vòng góp điện r 80 2. SỬ DỤNG AMPE KÌM, MÁY HIỆN SÓNG (OSC) Mục tiêu: Sử dụng được các loại ampe kìm, máy hiện sóng để đo các đại lượng điện cơ bản, kiểm tra, phát hiện lỗi của các thiết bị, hệ thống điện và đảm bảo an toàn cho người, thiết bị. 2.1. Sử dụng Ampe kìm Cấu tạo của Ampe kìm (như hình 4-7a) R: Biến trở a) b) Hình 4-7 a) Sơ đồ cấu tạo Ampe kìm b) Hình dáng Ampe kìm số Tỷ số của Ti: Trong đó : - W1: 1vòng - W2: 1cuộn nhiều vòng. Ampe kìm là một máy biến dòng đặc biệt vì nó có cấu tạo như máy biến dòng điện nhưng đặc biệt hơn là cuộn sơ cấp chỉ là một vòng dây. Phía trong cuộn W2 được nối sẵn với một đồng hồ A-mét. (Nếu là A-mét từ điện thì có thêm một hệ thống chỉnh lưu). Đồng hồ Ampekìm là một dụng cụ đo dòng điện phổ biến ở công trường và trong các xí nghiệp. Khi đo, bật công tắc về thang đo dòng điện 1 chiều hoặc xoay chiều cho phù hợp. Mở gọng kìm và kẹp vào dây dẫn cần đo. Ta đọc được giá trị dòng điện ghi bằng số trên màn hình đồng hồ số (hình 4-7b) hoặc giá trị dòng theo kim chỉ trên thang chia độ của đồng hồ kim. 2 1 W W K  A R 81 2.2. Sử dụng máy hiện sóng (OSCILLOSCOPE - OSC) a/ Đặc điểm của máy hiện sóng Máy hiện sóng điện tử (còn gọi là dao động ký điện tử) được sử dụng để quan sát hình dạng của tín hiệu, đồng thời đo một số đại lượng như dòng điện, điện áp, góc lệch pha giữa hai tín hiệu và đo tần số v.v.. Có loại máy hiện sóng 1 tia, 2 tia hoặc 4 tia có khả năng hiện hình đồng thời 1, 2 hoặc nhiều hơn các dạng sóng tín hiệu. b/ Cách sử dụng máy hiện sóng * Đo điện áp và tần số của tín hiệu - Để đo điện áp, trước hết ta cần đưa điện áp chuẩn vào, quan sát độ lệch của tia điện tử theo các vạch dọc ứng với điện áp chuẩn và xác định độ nhạy: sv = độ lớn điện áp chuẩn/ số vạch (von/vạch) Đưa điện áp cần đo vào kênh Y. Quan sát biên độ của tín hiệu đo, ta xác định được độ lớn Ly (vạch). Từ đó ta tính được giá trị điện áp cần đo 2 . max SL U y  sv (von/vạch) là độ nhạy của máy hiện sóng được xác định qua núm điều chỉnh độ nhạy trên mặt của máy hiện sóng. Điện áp chuẩn có thể thực hiện bằng thiết bị chuẩn biên độ bên trong máy hiện sóng hoặc điện áp chuẩn lấy từ ngoài vào. Ví dụ (hình 4-8) Hai dạng sóng khác nhau. Sóng A có biên độ là 4,5 vạch chia thẳng đứng, sóng B đo được với biên độ 2 vạch chia. (Hình 4-8a) Với núm điều chỉnh ”vôn/vạch chia” tại 100mV (như hình 4-8b) thì điện áp đỉnh tới đỉnh của mỗi sóng là Sóng A: U = 4,5 vạch x 100 mV = 450 mV Sóng B: U = 2 vạch x 100 mV = 200 mV - Để đo tần số của tín hiệu, ta xác định chu kỳ của sóng qua đo đếm số vạch ngang trong mỗi chu kỳ và nhân với số đặt tại núm điều khiển TIME/VẠCH (hình 4-8c) 82 b) c) a) Hình 4-8 a) Các dạng sóng tín hiệu b) Núm điều khiển TIME / vạch chia c) Núm điều khiển Vôn / vạch chia T = (Số vạch ngang / chu kỳ) x TIME/VẠCH Từ hình 4-8a ta xác định được chu kỳ và tần số của mỗi sóng như sau: Sóng A: T = (8,8vạch x 0,5ms) / 2chu kỳ = 2,2ms  f = 1/2,2ms = 455Hz Sóng B: T = (8,8vạch x 0,5ms) / 6chu kỳ = 0,73ms  f = 1/0,73ms = 1,36kHz Phương pháp đo tần số bằng máy hiện sóng có thể thực hiện bằng cách so sánh tín hiệu cần đo fx với tín hiệu chuẩn có tần số f0. Trong đó tín hiệu fx được đưa vào bản cực Y. Trên màn hình sẽ xuất hiện một đường cong phức tạp gọi là đường Lissajou (hình 4-9a). Nếu fx là bội hoặc ước chẵn của f0 thì trên màn hình sẽ có một đường Lissajou đứng yên. a) b) Hình 4-9 Các dạng đường Lissajou Nếu gọi n là số múi ngang, m là số múi dọc, ta có: 83 fx / f0 = m / n  fx = f0 . m / n Với hình 4-9b ta có: fx = (2/3) f0 * Đo góc lệch pha Để đo góc lệch pha của hai tín hiệu cùng tần số, phương pháp đo đơn giản là sử dụng máy hiện sóng 2 tia. Hình 4-10 Các tín hiệu sóng hình sin Ta đặt u1(t) và u2(t) vào các bản cực Y của 2 kênh, điều chỉnh cho 2 tín hiệu trùng nhau theo trục thời gian t và trên cùng một trục toạ độ (hình 4-10). Góc lệch pha của 2 tín hiệu được tính như sau:  = (AB / AC) . 3600 3. SỬ DỤNG MÁY BIẾN ÁP ĐO LƯỜNG Mục tiêu: Sử dụng được máy biến áp đo lường để đo giá trị điện áp, dòng điện lớn trong hệ thống điện và đảm bảo an toàn cho người, thiết bị. 3.1. Máy biến điện áp - TU a/ Cấu tạo: (Hình 4-11) Cũng như máy biến dòng điện, máy biến điện áp đo lường có cuộn sơ cấp W1 và cuộn thứ cấp W2, điện áp sơ cấp U1 là điện áp cần đo, còn điện áp thứ cấp U2 đặt trên V-mét có trị số định mức đối với tất cả các TU là : 100V hoặc V 3 100 Hình 4-11 Biến điện áp TU 84 Cực của cuộn dây sơ cấp có ký hiệu là A – X (đầu – cuối) Cực của cuộn dây thứ cấp có ký hiệu là a - x. b/ Nguyên lý làm việc Bình thường TU làm việc gần như chế độ hở mạch vì điện trở của V-mét hay cuộn dây điện áp của W-mét có trị số lớn. Ngắn mạch cuộn dây thứ cấp của TU sẽ gây hư hỏng biến điện áp. Điều kiện làm việc của TU rất khác TI: đối với TI, dòng điện sơ cấp I1 có thể biến thiên trong phạm vi khá rộng, tùy thuộc phụ tải yêu cầu, còn TU thông thường làm việc với điện áp bên sơ cấp biến đổi không nhiều. Thông số cơ bản của TU là hệ số biến áp định mức và hệ số thực tế: và Trong đó: U1n , U2n. - điện áp định mức bên sơ cấp và thứ cấp của TU. U1, U2. - điện áp thực tế bên sơ cấp và thứ cấp của TU. Do đó xuất hiện sai số hệ số biến áp: 3.2. Máy biến dòng điện - TI a/ Cấu tạo: Hình 4-12 Biến dòng điện TI Hình dáng của TI như hình 4-12a Theo sơ đồ nguyên lý hoạt động (hình 4-12b), cuộn dây sơ cấp W1 nối tiếp với tải, hai cực có ký hiệu D1, D2. Cuộn thứ cấp W2 được khép kín bằng A-mét hoặc cuộn dây dòng của W- D1 D2 W1 W2 n n U U U K n 2 1 %100. U UU u K KK n   2 1 U U KU  85 mét hay của công tơ điện. Có ký hiệu I1- I2. Vì điện trở cuộn dây thứ cấp rất nhỏ nên có thể coi điều kiện làm việc bình thường của biến dòng là chế độ ngắn mạch . Điện áp thứ cấp U2 = 16 V, số vòng dây W1W2. Dòng điện sơ cấp I1 thay đổi theo tải yêu cầu, còn bên thứ cấp của mọi máy biến dòng có dòng định mức là 5A (đôi khi là 1A). b/ Sử dụng máy biến dòng để đo điện năng Khi phải sử dụng phương pháp đo điện năng gián tiếp bạn có thể dùng loại công tơ 3 pha, 3 phần tử có Iđm của mỗi pha là 5A . Do vậy việc chọn máy biến dòng cho phù hợp bạn phải căn cứ vào dòng điện định mức của phụ tải (Ipt). Nếu: 50A < IPt  100A ta sẽ TIcó chỉ số 100/5 hoặc 150/5 . 100A < IPt  150A ta sẽ chọn TI có chỉ số 150/ 5 hoặc 200/ 5. Khi đọc kết quả đo trên công tơ ta phải nhớ: Lấy trị số báo trên công tơ nhân với tỷ số của máy biến dòng mà ta đã chọn: Ví dụ: Chỉ số điện năng tiêu thụ báo trên công tơ là 4kWh Máy biến dòng loại 100/5 (tỷ số k = 20) Vậy điện năng tiêu thụ thực tế của phụ tải cần đo là: 4 kWh  20 = 80 kWh. CÂU HỎI ÔN TẬP a. Phần trắc nghiệm : Lựa chọn và khoanh tròn vào đáp án đúng nhất trong những câu sau : 1. Đồng hồ vạn năng (VOM) dùng để đo: a. Điện trở; Điện áp DC, AC; Dòng điện DC, AC; b. Điện trở; Điện áp AC và dòng điện DC; c. Điện trở; Điện áp DC, AC và dòng điện AC; d. Điện trở; Điện áp DC, AC và dòng điện DC. 2. Khi không sử dụng, núm xoay của VOM phải đặt ở vị trí: a. Rx1 b. off hoặc 1000 V-AC (nếu có) c. Bất kỳ d. Cả a, b và c đều đúng 3. Dương cực của nguồn pin trong máy đo VOM được nối với que đo: a. Que (+); 86 b. Que (–); c. Que OUT PUT; d. Que 10A – AC. 4. Để chỉnh kim của máy đo VOM về vị trí 0, người ta thường dùng: a. Điều chỉnh vít chỉnh kim; b. Chỉnh núm Adj; c. Chuyển sang Rx10; d. Chuyển sang ACV. 5. Trong máy VOM có sử dụng biến trở điều chỉnh 0 là nhằm mục đích: a. Hiệu chỉnh lại phần cơ khí của cơ cấu đo; b. Tăng điện trở nội của máy đo; c. Hiệu chỉnh nguồn cung cấp cho mỗi mạch đo; d. Giảm sai số cá nhân. 6. Dùng máy đo VOM để đo điện điện trở. Đặt ở thang đo thấp, điều chỉnh kim chỉ 0; Khi chuyển sang thang đo lớn hơn kim không còn ở vị trí cũ, là do: a. Nguồn pin bị yếu nhiều; b. Biến trở điều chỉnh bị hỏng; c. Điện trở que đo có giá trị âm; d. Nội trở của mỗi thang đo khác nhau; 7. Nút điều chỉnh 0 (Adj) trong máy đo VOM chỉ có tác dụng đối với thang đo: a. Điện áp DC; b. Điện áp AC; c. Dòng điện DC; d. Điện trở. 8. Khi sử dụng máy đo VOM; Giá trị đo được càng chính xác khi: a. Độ nhạy của cơ cấu cao; b. Tín hiệu đo phải lớn; c. Kim lên trên 70% mặt số; d. Sử dụng máy đo hiện số. 9. Khi đo điện trở bằng máy đo VOM, thao tác đầu tiên cần đặc biệt lưu ý là: a. Đặt đúng thang đo; b. Cắm que đo đúng vị trí; c. Đo đúng cực tính; d. Điều chỉnh 0. 10. Khi đo điện trở bằng máy đo VOM; 2 que đo chấm vào: a. Một que vào điện trở, một que vào nguồn; b. Hai đầu điện trở cần đo; c. Hai đầu điện trở cần đo sau khi đã được cô lập; d. Điểm giữa của điện trở. 11. Khi đo điện trở phụ tải bằng Ohm kế, ta phải đo lúc: 87 a. Mạch đang mang điện; b. Mạch đã được cắt nguồn; c. Mạch đang làm việc; d. Mạch đã được cắt 1 pha. 12. Thông thường, khi đo điện trở bằng máy đo chỉ thị kim. Trị số phải được đọc từ: a. Phải qua trái; b. Trái qua phải; c. Giữa ra 2 biên; d. Tại vị trí kim dừng lại. 13. Chập 2 que đo, kim quay về 0 (núm Adj vẫn còn tác dụng). Đặt ở thang Rx1 đo điện trở, kim không lên là do: a. Đồng hồ bị hư; b. Điện trở bị đứt hoặc điện trở quá lớn; c. Que đo bị đứt; d. Đặt núm xoay không thích hợp. 14. Khi đo điện trở có giá trị lớn bằng đồng hồ VOM để thang đo quá nhỏ thì: a. Kim quay rất mạnh vượt khỏi thang đo b. Kim gần như chỉ vị trí 0; c. Kim quay rất ít gần như chỉ vị trí   ; d. Kim quay bình thường. 15. Khi dùng máy đo VOM để đo điện trở. Kết quả đo được phải nhân với 100 nếu núm xoay để ở vị trí: a. Rx1 hoặc Rx1K; b. Rx10K; c. Rx100; d. Không có vị trí này. 16. Máy đo VOM để ở thang x1 thì kết quả đo điện trở phải: a. Đọc trên máy đo và nhân với 10; b. Đọc thẳng trên máy đo; c. Đọc trên máy đo và nhân với 1K; d. Đọc trên máy đo và chia cho 10. 17. Máy đo VOM để ở thang x10K. Đọc trên vạch số được 560 thì giá trị điện trở đo được là: a. 560; b. 560K; c. 5,6M; d. 5600. 18. Máy đo VOM để ở thang x1K. Đọc trên vạch số được 256 thì giá trị điện trở đo được là: a. 25600; 88 b. 256K; c. 2,56M; d. 25,6K. 19. Khi dùng máy đo VOM để kiểm tra chạm vỏ các thiết bị điện; 2 que đo chấm vào: a. 2 đầu cuộn dây thiết bị cần đo; b. Cuộn dây và võ thiết bị; c. Phần mang điện và võ thiết bị; d. Võ máy và dây nối đất. 20. Khi dùng máy đo VOM để kiểm tra chạm vỏ các thiết bị điện; quan sát thấy kim quay mạnh thì kết luận: a. Bị chạm nặng; b. Bị rò điện do cảm ứng; c. Không chạm; d. Chưa kết luận được. 21. Khi dùng máy đo VOM để kiểm tra chạm vỏ các thiết bị điện; quan sát thấy kim quay 1 góc nhỏ thì kết luận tình trạng thiết bị là: a. Bị rò điện, phải tăng cường tẩm sấy; b. Cho vận hành, nếu RCĐ trong phạm vi cho phép; c. Bị chạm nặng, không sử dụng được; d. Cách điện tốt, đưa vào vận hành. 22. Khi dùng máy đo VOM để kiểm tra thông mạch; phải đặt ở thang đo: a. x1K; b. x1; c. x10 hoặc x10K; d. x1K hoặc x10K. 23. Máy đo VOM đặt ở thang x1 để kiểm tra thông mạch các thiết bị điện; khi thấy kim không quay thì kết luận: a. Mạch tốt, không bị đứt; b. Mạch bị đứt; c. Mạch bị đứt điểm giữa; d. Mạch bị chạm võ. 24. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM có kết quả như hình a. Que số 1 là cực tính: a. Dương (đỏ); b. Âm (đen); c. OUT PUT; d. Chưa xác định được. 25. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM có kết quả như hình a. Que số 2 là cực tính: a. Dương (đỏ); b. Âm (đen); c. OUT PUT; Hình a  X1 1 2 89 d. Chưa xác định được. 26. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM; Giả sử diode còn tốt và có kết quả như hình b thì cực tính của diode là: a. Cực số 1 là Anod; b. Cực số 2 là Anod; c. Cực số 1 là cực B; d. Chưa xác định được. 27. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM; Giả sử diode còn tốt và cực số 1 là Anod thì kết quả như hình b có đúng không? a. Đúng; b. Kim nằm ở lưng chừng; c. Sai; d. Chưa kết luận được gì. 28. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM; cả 2 lần đo thuận – nghịch kim đều quay mạnh thì kết luận: a. Didoe còn tốt; b. Diode bị hở mạch; c. Diode bị thủng; d. Không có kết quả trên. 29. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM; cả 2 lần đo thuận – nghịch kim đều không quay thì kết luận: a. Didoe còn tốt; b. Diode bị hở mạch; c. Diode bị thủng; d. Không có kết quả trên. 30. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM; Thực hiện 2 lần đo thuận – nghịch, nếu didoe còn tốt thì: a. Cả 2 lần kim đều quay mạnh; b. Có 1 lần kim quay mạnh. c. Cả 2 lần kim đều không quay; d. Có 1 lần kim quay ẵ mặt số. 31. Đo kiểm diode bằng máy đo VOM; Nếu đặt ở thang đo x10K thì kết quả đo sẽ: a. Vẫn được kết luận bình thường; b. Kim quay hết thang, do nguồn pin lớn; c. Phải nhân thêm 10K ; d. Không chính xác do điện trở của người. 32. Khi dùng máy đo VOM để kiểm tra tụ điện, đồng hồ phải đặt ở thang đo: Hình b  X1 1 2 90 a. Các thang đo ACV; b. Các thang đo DCV; c. Thang 250mA – DC; d. Một trong các thang đo R. 33. Khi dùng máy đo VOM để kiểm tra tụ điện, tụ điện còn tốt khi: a. Kim dao động theo chu kỳ nạp xã của tụ; b. Kim quay mạnh, sau đo giảm xuống và ổn định. c. Kim quay mạnh và dừng lại; d. Kim quay mạnh và giảm xuống; 34. Dùng máy đo VOM để kiểm tra tụ điện; Chỉ nên áp dụng cho loại tụ: a. Tụ DC có điện áp làm việc thấp; b. Tụ tần số cao (ceramic); c. Tụ AC điện áp trên 600V; d. áp dụng cho mọi loại tụ. 35. Kiểm tra tụ điện bằng máy đo VOM, không nên áp dụng cho tụ AC có điện áp cao là do; a. Nguồn pin là dạng DC; b. Điện trở nội của máy đo lớn; c. Nguồn pin có giá trị thấp; d. Độ nhạy của đo không cao. 36. Khi đo dòng điện hoặc điện áp bằng máy đo VOM. Trị số phải được đọc trị từ: a. Phải qua trái; b. Trái qua phải; c. Giữa ra 2 biên; d. Tại vị trí kim dừng lại. 37. Điện áp cần đo khoảng 200V, thì để đồng hồ ở thang đo: a. 100V; b. 250V; c. 300V hoặc 1000V; d. Bất kỳ. 38. Dùng máy đo VOM để đo điện áp hoặc dòng điện; Khi không ước lượng được giá trị cần đo thì đặt đồng hồ ở thang đo: a. Lớn nhất; b. Bé nhất; c. Trung bình; 91 d. 1000V – AC. 39. Dùng máy đo VOM để đo điện áp hoặc dòng điện; Khi không ước lượng được giá trị cần đo thì đặt đồng hồ phải đặt ở thang đo lớn nhất là do: a. Tránh sai số ngẫu nhiên; b. Tránh sai số cá nhân; c. Tránh ngắn mạch nguồn; d. An toàn cho máy đo. 40. Máy đo VOM để ở thang đo 30mA – DC, đọc ở vạch 6mA – DC thấy kim chỉ 4mA thì giá trị đo được là: a. 8mA; b. 10mA; c. 20mA; d. 22mA. 41. Máy đo VOM để ở thang đo 50V – AC; đọc trên vạch 10 thì kết quả đo phải: a. Nhân 5 lần; b. Chia 5 lần; c. Nhân 50 lần; d. Đọc thẳng. 42. Máy đo VOM để ở thang đo 250V – AC; đọc trên vạch 10 được kết quả là 8V thì giá trị của điện áp cần đo là: a. 220V; b. 250V; c. 200V; d. 180V. 43. Máy đo VOM để ở thang đo 600V – AC; đọc trên vạch 50 được kết quả là 30V thì giá trị của điện áp cần đo là: a. 220V; b. 260V; c. 380V; d. 360V. 44. Máy đo VOM để ở thang đo 50V – AC; đọc trên vạch 250 được kết quả là 200V thì giá trị của điện áp cần đo là: a. 200V; b. 60V; c. 40V; 92 d. 20V. 45. Máy đo VOM để ở thang đo 50V – AC; đọc trên vạch 250 thì kết quả đo phải: a. Nhân 5 lần; b. Chia 5 lần; c. Nhân 50 lần; d. Đọc thẳng. 46. Cách đọc trị số đơn giản nhất (đối với các thang đo điện áp, dòng điện) khi sử dụng máy đo VOM là: a. Đọc ở vạch nhỏ nhất; b. Đọc ở vạch bằng với thang đo (nếu có); c. Đoạc ở vạch lớn nhất; d. Đọc ở vạch bằng gấp đôi thang đo. 47. Máy đo Mêgômet thường dùng để: a. Đo điện trở cách điện của thiết bị; b. Đo các điện trở lớn hàng M ; c. Đo điện trở tiếp đất của thiết bị; d. Đo điện trở và điện áp. 48. Số chỉ của Mêgômét chỉ chính xác khi: a. Quay manheto thật đều tay; b. Quay manheto đến đủ điện áp; c. Kim ổn định, không còn dao động; d. Đèn tín hiệu sáng lên. 49. Khi chưa quay manheto kim của Mêgômét nằm ở vị trí: a. Lệch về bên phải 15%; b. Nằm hẳn về bên phải mặt số; c. Nằm bên trái mặt số; d. Lưng chừng bất kỳ trên mặt số. 50. Khi chưa quay manheto kim của Mêgômét không có vị trí xác định là do: a. Không có lò xo phản kháng; b. Kim không có đối trọng; c. Trọng lượng cuộn dây lớn; d. Không có nam châm điện. 51. Cấu tạo của Mêgômét bao gồm các bộ phận chính: a. Tỉ số kế từ điện và manhêtô kiểu tay quay; b. Tỉ số kế, kim quay và lò xo phản kháng; 93 c. 2 cuộn dây đặt lệch nhau 900; d. Máy phát điện DC và cơ cấu đo. 52. Về nguyên lý, manhêtô chính là: a. Máy phát điện AC; b. Máy phát điện DC; c. Máy phát xung vuông; d. Máy đo điện trở. 53. Trong Mêgômét manhêto sẽ phát ra: a. Điện áp AC (380 – 1000)V; b. Điện áp xung 10KHz; c. Điện áp DC (500 – 1000)V; d. Âm thanh và ánh sáng. 54. Trong Mêgômét phải sử dụng nguồn cung cấp có giá trị lớn là do: a. Lò xo phản kháng có độ cứng lớn; b. Điện trở của tỉ số kế rất lớn; c. Phải có dòng điện lớn qua cơ cấu; d. Điện trở cần đo có giá trị lớn. 55. Giá trị được khắc độ trên Mêgômét là: a. K hoặc M ; b.  ; c. m ; d. Bất kỳ. 56. Dùng Mêgômet để đo điện trở cách điện của thiết bị; các que đo kẹp vào: a. Cuộn dây và vỏ thiết bị; b. Phần mang điện và phần cách điện của thiết bị; c. 2 pha bất kỳ của thiết bị; d. Phần mang điện và phần cách điện tốt nhất. 57. Trình tự thao tác sử dụng Mêgômet bao gồm: a. Kẹp que đo; Quay manhêtô và đọc trị số; b. Chấm que đo và đọc trị số; c. Quay manhêtô; chấm que đo và đọc trị số; d. Quay manhêtô và đọc trị số. 58. Khi chọn Mêgômet để đo điện trở cách điện căn cứ vào: a. Tốc độ quay của manhêtô; 94 b. Điện áp định mức của thiết bị; c. Chất lượng của vỏ thiết bị; d. Giới hạn đo của máy. b. Câu hỏi tự luận : 1. Nêu một số chú ý và trình bày cách sử dụng đồng hồ vạn năng VOM. 2. Nêu cấu tạo và nguyên lý hoạt động và cách sử dụng MêgaÔm, Teramét. 3. Trình bày cách sử dụng Ampe kìm và máy hiện sóng OSC. 4. Nêu đặc điểm cấu tạo, nguyên lý hoạt động và cách mắc biến áp TU, biến dòng TI vào mạch đo điện áp và dòng điện lớn. 5. Thực hành đo các đại lượng điện bằng VOM, MΩ, TeraΩ, Ampe kìm, OSC, TU và TI. 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Văn Hoà - Giáo trình Đo lường các đại lượng Điện và không điện – Vụ Trung học CNDN – Nhà xuất bản giáo dục – 2003. 2. Ngô Văn Ky – Kỹ thuật đo - ĐH Bách khoa TP Hồ Chí Minh – 1993. 3. Ngô Diên Tập - Đo lường và điều khiển bằng máy tính – NXB KH và KT – 1997. 4. Lê Quốc Huy – Giáo án kỹ thuật đo lường - ĐH Bách khoa Đà Nẵng.