Ngân hàng bài tập Kỹ thuật đo lường điện (có đáp án) hay, hấp dẫn nhất

Tổng hợp bài tập môn Kỹ thuật đo lường điện (có đáp án) của trường Đại học Bách khoa Hà Nội, tài liệu gồm 21 trang, được chia thành từng chương với các dạng bài tập khác nhau giúp bạn củng cố kiến thức, ôn tập và đạt kết quả cao cuối học kỳ. Mời bạn đọc đón xem!

ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 1
CHƯƠNG I: ĐO ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN
1.1 Một ampe-kế dùng cơ cấu đo từ điện có điện trở cơ cấu đo R
(m)
=99Ω và dòng làm lệch tối đa I
max
=
0,1mA. Điện trở shunt R
s
= 1Ω. Tính dòng điện tổng cộng đi qua ampe-kế trong các trường hợp:
a) kim lệch tối đa
b) 0,5D
m
; (FSD = I
max
, full scale deviation)
c) 0,25D
m
Hình B.1.1
Giải:
a) kim lệch tối đa D
m
:
Điện áp hai đầu cơ cấu đo:
V
m
=I
m
.R
m
=0,1mA.99Ω=99mV
I
s
R
s
= V
m
=> I
s
=
Rs
Vm
=
1
9,9 mV
= 9,9mA
Dòng tổng cộng:
I = I
s
+ I = 9,9 + 0,1 = 10mA
b) 0,5D
m
:
I
m
= 0,5 . 1mA = 0,05mA
V
m
= I
m
.R
m
= 0,05mA.99Ω = 4,95mV
Is =
mA
mV
Rs
Vm
95.4
1
95.4
=
=
I = I
s
+ I
m
= 4.95mA + 0,05mA=5mA
c)0,25mA:
I
m
= 0,25.0,1mA = 0,025mA
V
m
= I
m
R
m
= 0,025mA.99Ω = 2,475mV
I
o
=
=
Rs
Vm
V475,2
1
475,2
=
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 2
1.2 Một cơ cấu đo từ điện có I= 100µA, điện trở nội khung quay R= 1KΩ. Tính điện trở shunt mắc vào cơ cấu
đo để trở thành một ampe-kế tương ứng với hình 1.1.
a) D
m
= 100mA = tầm đo 1
b) D
m
= 1A = tầm đo 2
Giải:
a) ở tầm đo 100mA
V
m
= I
m
R
m
= 100.1 = 100mV
I
t
= I
s
+ I
m
=> I
s
= I
t
I
m
= 100mA 100µA = 9,9mA
R
s
=
== 001,1
9,99
100
mA
mV
Is
Vm
b) Ở tầm đo 1A:
V
m
= I
m
R
m
= 100mV
I
s
= I
t
Im = 1A- 100µA= 999,9mA
R
s
=
== 10001,0
9,999
100
mA
mV
Is
Vm
1.3 Một cơ cấu đo từ điện có ba điện trở shunt được mắc theo kiểu shunt ayrton sử dụng làm ampe-kế. Ba điện
trở có trị số R
1
=0,05Ω, R
2
=0,45Ω, R
3
=4,5Ω, R
m
= 1kΩ, I
max
= 50µA, có mạch đo như hình sau, tính các trị số
tầm đo của ampe-kế
Hình B.1.3
Giải:
Tại độ lệch 0,5 Dm
V
s
= I
max.
R
m
= 50µA.1kΩ = 50mV
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 3
I
s
=
I
t
=I
s
+I
m
=50µA+10mA = 10,05mA; I=10mA.
Khóa điện ở C:
V
s
= I
m
(R
m
+R
3
) = 50µA.(1kΩ+4,5Ω) = 50mV
I
s
=
mA
mV
RR
Vs
100
5,45,0
50
21
=
+
=
+
Khóa điện ở D:
V
s
= I
m
(R
m
+R
2
+R
3
) = 50µA(1kΩ + 4,5Ω +0,45Ω) =50mV
Is =
=
=
05,0
50
1
mV
R
Vs
1A.I = 50µA+1A=1,00005A = 1A
1.4 Một cơ cấu đo từ điện Imax =100µA,điện trở dây nội (dây quấn) Rm = 1KΩ được sử dụng làm vôn kế DC.
Tính điện trở tầm đo để vônkế có Vtd= 100V. Tính điện áp V hai đầu vôn kế khi kim có độ lệch 0,75Dm;
0,75Dm và 0,25Dm (độ lệch tối đa Dm)
Hình B.1.4
Giải:
V = I
M
(Rs + R
m)
=> R
s
=
m
m
R
I
V
Khi V= Vtd=100V => I
M
= I
max
=100µA
R
s
=
A
V
100
100
-1KΩ =999KΩ
Tại độ lệch 0,75 Dm
I
m
= 0,75.100µA = 75µA
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 4
V= I
m
(R
s
+ R
m
) 75µA(999kΩ +1kΩ)=75V
Tại độ lệch 0,5 Dm
I
m
= 50 µA
V= 50 µA(999 kΩ+1kΩ)=50V
Tại độ lệch 0,25 Dm
V= 25µA(999 kΩ+1kΩ)=25V
1.5 Một cơ cấu đo từ điện có I
max
=50 µA; R
m
=1700 Ω được sử dụng làm vôn kế DC có tầm đo 10V, 50V,
100V. tính các điện trở tầm đo theo hình sau:
Hình B.1.5
Giải
Theo hình a:
==
==
====
=+
M
A
V
R
k
A
V
R
k
A
V
RmR
RR
m
9983,11700
50
100
3,9981700
50
50
3,1981700
50
10
I
V
I
V
3
2
max
1
max
1
Theo hình b:
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 5
==
===+++
===
=++
===
Mkk
A
V
RRR
I
V
R
I
V
RRRR
kk
A
V
RmR
ax
V
R
V
RRR
k
A
V
R
I
V
R
mm
m
m
m
117003,198800
50
100
3
80017003,198
50
50
Im
Im
3,1981700
50
10
12
3
3
max
321
1
2
2
2
21
max
1
1
1.6 Một vônkế có tầm đo 5V, được mắc vào mạch, đo điện áp hai đầu điện trở R2 như hình sau:
a) Tính điện áp V
R2
khi chưa mắc Vônkế.
b) Tính V
R2
khi mắc vôn kế, có độ nhạy 20kΩ/V.
c) Tính V
R2
khi mắc vôn kế, có độ nhạy 200kΩ/V
Hình B.1.6
Giải:
a) V
R2
khi chưa mắc Vônkế.
V
kk
k
V
RR
R
EV
R
5
5070
50
12
21
2
2
=
+
=
+
=
b)Với vôn kế có độ nhạy 20kΩ/V.
R
v
=5V.20kΩ/V=100kΩ
R
v
//R
2
=100kΩ//50kΩ=33,3kΩ
V
R2=
V
kk
k
V
RRR
RR
E
v
v
87,3
3,3370
3,33
12
//
//
21
2
=
+
=
+
=
c)Với vôn kế có độ nhạy 200kΩ/V
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 6
R
v
=5V.200kΩ/V=1kΩ
R
v
//R
2
=1MΩ//50kΩ= 47,62kΩ
Vkk
k
VV
R
86,462,4770
62,47
12
2
+
=
=4,86V
1.7 Một cơ cấu đo từ điện có I
fs
= 100µA và điện tr73 cơ cấu đo R
m
=1kΩ được sử dụng làm vônkế AC
có V tầm đo = 100V. Mạch chỉnh lưu có dạng cầu sử dụng diode silicon như hình vẽ, diode có
V
F(đỉnh)
=0,7V
a) tính điện trở nối tiếp R
s
b) Tính độ lệch của vônkế khi điện áp đưa vào vônkế là 75V và 50V (trị hiệu dụng-RMS).
c) Tính độ nhạy của vôn kế. Tín hiệu đo là tín hiệu xoay chiều dạng sin.
Hình B.1.7
Giải:
a) Tính Rs:
Đây là mạch chỉnh lưu toàn kì nên ta có quan hệ:
I
P
(trị đỉnh)= I
tb
/0,637
Vm (trị đỉnh)=
V2
Cơ cấu đo có:
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 7
.9,900
111
100
111157707,0707,0)(157)
50
17,890
)7,02()50414,1(
673,0
50
75
17,890
)7,02()75414,1(
637,0
2414,1
637,0637,0
75)
7,8901
157
)7,0.2()100.414,1(
2414,12414,1
:
157
637,0
100
100
==
====
=
+
=
=
=
+
=
+
==
=
=
=
=
+
=
====
k
A
V
R
AAIPRMSIAIc
A
kk
VV
I
VKhiV
AI
kk
VV
RR
VV
II
VKhiVb
kk
A
VV
Rm
Ip
VV
Rs
RmRs
VV
tacó
A
A
IAII
m
tb
tb
ms
F
mtb
FtdFtd
ptbFs
Độ nhạy=
Vk
V
k
/009,9
100
9,900
=
1.8 Một cơ cấu đo từ điện có I
fs
= 50µA; R
m
= 1700Ω kết hợp với mạch chỉnh lưu bán kì như hình sau. Diod
silicon D
1
có giá trị dòng điện thuận I
f
(đỉnh) tối thiểu là 100 µA. Khi điện áp đo bằng 20% V
tầm đo
,
diode có V
F
= 0,7V, vôn kế có V
tầm đo
= 50V.
a) Tính R
s
và R
SH
b) Tính độ nhạy của Vônkế trong hai trường hợp: có D
2
và không có D
2
Hình B.1.8
Giải:
a)nh R
s
và R
SH
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 8
Ở đây sử dụng chỉnh lưu bán kì nên ta có:
Ip=Itb/(0,5.0,673): trị đỉnh trong trường hợp chỉnh lưu bán kì
Cơ cấu đo có Ifs = Itb = 50 µA=> Im= 50 µA/(0,5.0,673) = 157 µA(trị đỉnh)
Khi V= 20% Vtd, IF(đỉnh) có giá trị 100 µA. Vậy khi V= Vtd, IF(đỉnh) có giá trị:
=
=
=
=
===
===
===+=
==
k
A
VmVV
I
VVV
Rs
R
VVV
I
A
mV
I
V
R
mVARIV
AAAIIIIII
AAI
F
Fmtd
S
Fmtd
F
SH
m
SH
mmp
MFSHSHmF
F
5,139
500
7,09,26650414,1
414,1
414,1
778
343
9,266
9,2661700157
343157500
500100
%20
%100
b)Tính độ nhạy:
Có D
2
trong bán kì dương, dòng qua D1 có giá trị đỉnh: I
F
=500 µA
Trong bán kì âm, dòng qua vônkế có giá trị đỉnh:
Vk
V
k
Đônhay
k
RMRA
RMRV
R
cRMRAAI
A
k
V
Rs
Vtd
I
ng
hiêudung
/8,2
50
4,141
4,141
)(5,353
)(50
)(5,353500.707,0
500
5,139
50.414,1414,1
=
=
==
==
=
==
Không có D
2:
Trong bán kì dương:I
F(đỉnh)
= 500 µA. Trong bán kì âm: I = 0
Trong chu kì của tín hiệu:
I
hiệu dụng
=0,5I
F(đỉnh)
Với I là dòng điện mạch chính chạy qua Rs trong bán kì dương.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 9
Vk
V
k
nhayĐô
k
A
V
R
AAI
I
dttI
T
I
đinhF
F
T
hiêudung
/4
50
200
:_
200
250
50
250500.5,0
4
)sin(
2
1
2
)(
2
2
0
2
=
=
==
==
==
1.9 Một ampe kế sử dụng cơ cấu đo từ điện có cầu chỉnh lưu và biến dòng như hình vẽ. Biết rằng cơ cấu đo
có I
fs
= 1mA và Rm = 1700Ω. Biết dòng có N
thứ
= 500; N
= 4. Diode cóVF(đỉnh) = 0,7V; Rs=20kΩ.
Ampe kế lệch tối đa khi dòng sơ cấp Ip = 250mA. Tính giá trị R
L
.
Hình B.1.9
Giải:
Chỉnh lưu toàn kì nên ta có:
I
m(trị đỉnh)
mA
mAItb
57,1
673,0
1
637,0
===
Điện áp Em ở hai đầu cuộn thứ biến dòng(trị đỉnh):
Em = (Rm+Rs) + 2V
F
= 1,57mA(20kΩ + 1700Ω) + 1,4V= 35,5V
Es(trị hiệu dụng) = (0,707.35,5V) = 25,1V
Dòng làm lệch tối đa cơ cấu đo có trị hiệu dụng I:
I = 11,1Itb = 11,1.1mA=11,1mA
Ta có:
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 10
===
==+=
===
k
mA
V
E
Es
R
mAmAmAIIII
mAmA
N
N
II
L
L
LLqthu
thu
so
sothu
2,28
89,0
1,25
;89,01,112
2
500
4
250
(với I
q
=I
qua cơ cấu đo
)
CHƯƠNG II: ĐO ĐIỆN TRỞ
2.1 Cho E
b
= 1,5; R
1
= 15kΩ; R
m
=1kΩ; R
2
= 1kΩ; I
max
= 50µA. Xác định trị số đọc của R
x
khi I
b
= I
max
;
Im = ½ I
max
; Im =3/4 I
max
.
Giải:
Tại I
m
=I
max
= 50µA; V
m
= I
max
× R
m
= 50µA × 1kΩ = 50mA.
Do đó:
A
k
mV
R
V
I
m
m
50
1
50
2
=
==
. Như vậy dòng điện: I
b
= 100µA.
Vậy
b
b
x
I
E
RR #
1
+
Nếu
+ 500//
21 mx
RRRR
.
#
.15
100
5,1
= k
A
V
R
x
+15kΩ = 15kΩ; R
x
= 0Ω.
Khi I
m
=1/2 I
max
= 25µA; V
m
= 25mV
I
2
= 25µA.
Suy ra I
b
= 50µA. Vậy R
x
+ R
1
#
A
V
50
5,1
; R
x
# 15kΩ.
Tương tự như cách tính trên. I
m
= 3/4 I
max
= 37,5µA.
I
b
= I
m
+ I2 = 37,5µA + 37,5µA = 75µA.
R
x
+ R
1
=
A
V
75
5,1
= 20kΩ, Rx = 5kΩ.
2.2 Một ohm-kế loại nối tiếp có mạch đo (Hinh dưới đây). Nguồn E
b
= 1,5V, cơ cấu đo có I
fs
= 100µA.
Điện trở R
1
+ R
m
= 15kΩ.
a)Tính dòng điện chạy qua cơ cấu đo khi R
x
= 0.
b)Tính trị giá Rx để cho kim chỉ thi có độ lệch bằng 1/2 FSD, 1/4 FSD, 3/4 FSD (FSD: độ lệch tối đa
thang đo.)
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 11
Hình B.2.2
Giải:
a.
A
k
V
RRR
E
I
mx
b
m
100
150
5,1
1
=
+
=
++
=
(FSD).
b. Độ lệch bằng 1/2 FSD:
I
m
=
A
A
50
2
100
=
(vì cơ cấu đo tuyến tính.)
( )
==+==++ kk
A
V
RR
I
E
R
I
E
RRR
m
m
b
x
m
b
mx
1515
50
5,1
11
Độ lệch bằng 1/4 FSD:
A
A
I
m
25
4
100
==
;
== kk
A
V
R
x
4515
25
5,1
Độ lệch bằng 3/4 FSD:
I
m
= 0,75 × 100µA = 75µA;
.515
75
5,1
== kk
A
V
R
x
2.3 Một ohm-kế có mạch đo như hình sau. Biết E
b
=1,5V, R
1
= 15kΩ; R
m
= 50Ω; R
2
= 50Ω; cơ cấu đo
có I
fs
= 50µÂ.
Tính trị giá R
x
khi kim chỉ thị có độ lệch tối đa: (FSD); 1/2 FSD và 3/4 FSD.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 12
Hình B.2.3
Giải:
Khi kim lệch tối đa (FSD):
I
m
= 50µA; V
m
= I
m
.R
m
= 50µA×50Ω = 2,5mV.
A
Vm
R
V
I
m
50
50
5,2
2
2
=
==
Dòng điện mạch chính: I
b
= I
2
+ I
m
= 50µA + 50µA = 100µA.
===+ k
A
V
I
E
RR
b
b
x
15
100
5,1
1
R
x
= ( R
x
+ R
1
) R
1
= 15kΩ - 15kΩ = 0
Kim lệch 1/2 FSD:
I
m
= 25µA; V
m
= 25µA × 50Ω = 1,25mV;
A
mV
I
25
50
25,1
2
=
=
I
b
= 25µA + 25µA = 50µA.
==+ k
A
V
RR
x
30
50
5,1
1
; Rx = 30kΩ - 15kΩ = 15kΩ.
Kim lệch 3/4 FSD:
I
m
= 0,75 × 50µA = 37,5µA; V
m
= 37,5µA×50Ω = 1,875mV.
A
mV
I
5,37
50
875,1
2
=
=
; I
b
= 37,5µA + 37,5µA = 75µA.
====+ kkkRk
A
V
RR
xx
5152020
75
5,1
1
.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 13
2.4 Một ohm-kế co mạch đo nhiu hình bai 3. có nguồn Eb giam xuống chỉ còn 1,3V. Tính trị giá mới
của R2 ?.?lại các giá trị Rx tương ứng với độ lệch của kim: 1/2 FSD, 3/4 FSD.
Giải:
R
x
= 0;
A
k
V
RR
E
I
x
b
b
67,86
150
3,1
1
=
+
=
+
I
m
= 50µA (FSD); I2 = I
b
I
m
= 86,67µA 50µA = 36,67µA.
V
m
= I
m
R
m
= 50µA × 50Ω = 2,5mV;
== 18,68
67,36
5,2
2
2
A
mV
I
V
R
m
Khi kim lệch 1/2 FSD:
I
m
= 25µA; V
m
= 25µA × 50Ω = 12,5mV
A
mV
R
V
I
m
33,18
1,68
25,1
2
2
=
==
I
b
=I
m
+ I
2
= 25µA + 18,3µA =43,33µA
====+ kkkRk
A
V
I
V
RR
x
b
m
15153030
33,43
3,1
12
Khi kim lệch 3/4 FSD:
I
m
= 0,75 × 50µA = 37,5µA; V
m
= 37,5µA × 50Ω = 1,875mV.
;5,27
18,68
875,1
2
A
mV
I
=
=
I
b
=37,5µA + 27,5µA = 65µA.
====+ kkkRk
A
V
I
V
RR
x
b
m
x
5152020
65
3,1
1
2.5 Tính dòng điện chạy qua cơ cấu đo và độ lệch của kim chỉ thị của ohm-kế có mạch dô như hình vẽ
khi ta sử dung tầm đo R×1 trong hai trường hợp:
a)R
x
= 0
b) R
x
= 24Ω
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 14
Hình B.2.5
Giải:
Mạch tương đương của ohm- kế khi ta sử dụng tầm đo R×1 trong hai trường hợp R
x
= 0 và R
x
= 24Ω
như sau:
R
x
= 0;
( )
+++
=
kkk
V
I
b
82,3875,299,9//1014
5,1
( )
mA
k
V
I
b
516,62
685,16//1014
5,1
=
+
=
Dòng Im chạy qua cơ cấu đo:
+
=
k
mAI
m
685,1610
10
516,62
I
m
= 37,5µA = I
fs
: Khi kim lệch tối đa.
R
x
= 24Ω:
( )( )
mA
k
V
I
b
254,31
685,16//101424
5,1
=
+
=
:72,18
685,1610
10
254,31 A
k
mAI
m
+
=
kim lệch 1/2 FSD.
2.6 Tính dòng điện chạy qua cơ cấu đo và độ lệch của kim chỉ thị của ohm-kế có mạch như bài 5, khi sử
dụng tầm đo R×100 va R×10k trong trường hợp R
x
= 0.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 15
Hình B.2.6
Giải:
Mạch tương đương của Ohm-kế khi ta sử dụng tầm đo R×100 và R = 0.
( )
+++
=
kkkk
V
I
b
82,3875,29//11470
5,1
( )
A
kkk
V
38,622
695,15//1236
5,1
=
+
=
fsm
IA
kk
k
AI ==
+
=
5,37
695,61
1
62238
: kim chỉ thị lệch tối đa.
Mạch tương đương của ohm-kế khi ta sử dungj tầm đo R×10kΩ và R
x
= 0.
( )
++
=
kkkk
V
I
b
82,3875,2//10236
15
A
kkk
V
5,62
695,6//10236
15
=
+
=
fsm
Ik
kk
k
AI ==
+
= 5,37
695,610
10
5,62
: Kim chỉ thị lệch tối đa.
2.7 Ta đo điện trở bằng cách dùng phương pháp V và A được mắc rẻ dài. Ampe-kế chỉ 0,5A,vôn kế chỉ
500V.Ampe kế có R
a
= 10Ω,10kΩ/V. Tính giá trị R.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 16
Hình B.2.7
Giải:
E + E
A
= 500V; I = 0,5A
==
+
=+ 1000
5,0
500
A
V
I
EE
RR
A
x
R = 1000Ω - R
a
= 1000Ω - 10Ω =990Ω.
2.8 Các ampe-kế, vôn kế và điện trở R ở bài 2.7 được mắc rẻ ngắn. Hãy tính độ chỉ của vôn kế và ampe-
kế (nguồn cung cấp vẫn là 500V).
Hình B.2.8
Giải:
Nội trở của vôn kế :
R
v
= 1000V × 10kΩ/V =10MΩ
R
v
// R = 10MΩ // 990Ω = 989,9Ω
Độ chỉ của vôn kế :
( )
( )
V
V
RRR
RRV
E
va
v
495
9,98910
9,9895000
//500
=
+
=
++
=
Độ chỉ của ampe-kế:
A
V
RR
E
II
v
v
5,0
9,989
495
//
=
==+=
.
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 17
CHƯƠNG III:
ĐO ĐIỆN DUNG, ĐIỆN CẢM VÀ HỔ CẢM
3.1.Cho cầu đo như hình vẽ , biết C
1
=0.1μF và tỉ số R
3
/R
4
có thể chỉnh được thay đổi trong khoảng :
100/1 và 1/100 . Hãy tính C
X
mà cầu có thể đo được.
Hình B.3.1
Giải:
Ta có: C
x
= C
1
R
3
/R
4
. Với : R
3
/R
4
=100/1
=>C
X
= 0,1μF(100/1) =10μF
Với : R
3
/R
4
=1/100 => 0,1μF(1/100) =0,001μF
Vậy cầu có tầm đo : từ 0,001μF
10μF
3.2. Cho cầu điện dung như hình sau, thành phần mẫu C
1
=0,1µF ;R
3
=10k. Biết rằng cầu cân bằng khi nguồn
cung cấp co f = 100Hz; R
1
=125Ω và R
4
= 14,7Ω . Hãy tình giá trị R
s
, C
S
và hệ số tổn hao D của tụ?
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 18
Hình B.3.2
Giải:
Ta có : C
s
=C
1
R
3
/R
4
;
C
S
=
k
kF
7,14
101,0
= 0.068μF ;
R
S
=
3
41
R
RR
=
k
k
10
7,14125
=183.3Ω
D =
C
S
R
S
= 2π . 100Hz
0,068μF
183,8Ω = 0,008
3.3. Cho cầu điện dung như hình sau, thành phần mẫu C
1
=0,1µF ;R
3
=10k. Biết rằng cầu cân bằng khi nguồn
cung cấp co f = 100Hz; R
1
=125Ω và R
4
= 14,7Ω . Hãy tình giá trị R
s
, C
S
và hệ số tổn hao D của tụ?
Hình B.3.3
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 19
Giải:
Ta có : C
s
=C
1
R
3
/R
4
;
C
S
=
k
kF
7,14
101,0
= 0.068μF ;
R
S
=
3
41
R
RR
=
k
k
10
7,14125
=183.3Ω
D =
C
S
R
S
= 2π . 100Hz
0,068μF
183,8Ω = 0,008
3.4.Cầu Maxwell đo điện cảm dùng thành phần mẫu C
3
= 0,1μF, nguồn cung cấp có tần số f=100Hz. Cầu cân
bằng khi R
1
=1,26kΩ; R
3
= 470Ω và R
4
=500Ω .Tính trị giá điện cảm L
S
, điện trở R
S
và hệ số phẩm chất Q của
cuộn dây.
Hình B.3.4
Giải:
Ta có :L
S
=C
3
R
1
R
4
=0,1μF
mHk 6350026,1 =
R
S
=
=
= k
k
R
RR
34.,1
470
50026,1
3
41
Q=
03,0
34,1
631002
=
=
k
mHHz
R
LS
S
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 20
3.5. Cầu có nguồn cung cấp f= 100Hz cân bằng khi C
3
=0,1μF, R
1
=1,26kΩ , R
3
=75Ω và R
4
=500Ω. Tính điện
cảm L
P
,điện trở R
P
và hệ số phẩm chất Q của cuộn dây?
Hình B.3.5
Giải:
L
==
413
RRC
P
0,1μF
mHk 6350026,1 =
R
=
== k
k
R
RR
P
4,8
75
50026,1
3
41
Q =
212
631002
4,8
=
=
mHHz
k
L
R
P
P
3.6. Hãy tính thành phần tương đương L
S
,R
S
của cuộn dây có :L
P
=63Mh ; R
P
= 8,4kΩ ( f =100Hz).
Giải:
R
S
=
22
2
PP
PP
RX
XR
+
;thế: R
P
= 8,4kΩ ; R
72
10056,7 =
P
; X
LP
P
=
=>X
P
=2
100Hz
63mH =39,6Ω
X
2
P
=1,57
223
;10
PP
RX +
=7,056
10
7
R
S
=
=
187,0
10056,7
1057,14,8
7
3
k
;
X
S
=
=
7
7
10056,7
6,3910056,7
39,6Ω
ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Trang 21
L
S
=
S
X
=
Hz1002
6,39
= 63mH
3.7. Hãy tính thành phn tương đương C
P
,R
P
ca t điện có R
S
=183,8và C
S
=0,068Μf (f=100Hz).
Giải:
Ta có: R
P
=( R
S
2
+X
S
2
)/R
S
; R
S
2
= (183,8)
2
=33,782
3
10
X
S
=1/2πfC
S
= 1/(2π.100Hz.0,68µF) =23,405.10
3
X
2
S
=5,478.10
8
R
P
=( 33,78.10
3
+5,478
= 183/)10
8
2,99MΩ
X
P
=
3
83
22
10405,23
10478,51078,33
+
=
+
S
SS
X
XR
=23,41.10
3
C
P
= 1/(2π.100Hz.23,41kΩ)= 0,068μF
| 1/21

Preview text:

ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
CHƯƠNG I: ĐO ĐIỆN ÁP VÀ DÒNG ĐIỆN 1.1
Một ampe-kế dùng cơ cấu đo từ điện có điện trở cơ cấu đo R(m) =99Ω và dòng làm lệch tối đa Imax =
0,1mA. Điện trở shunt Rs = 1Ω. Tính dòng điện tổng cộng đi qua ampe-kế trong các trường hợp: a) kim lệch tối đa
b) 0,5Dm; (FSD = Imax, full scale deviation) c) 0,25Dm Hình B.1.1 Giải:
a) kim lệch tối đa Dm:
Điện áp hai đầu cơ cấu đo: Vm=Im.Rm=0,1mA.99Ω=99mV Vm 9 , 9 mV IsRs = Vm => Is = = = 9,9mA Rs  1 Dòng tổng cộng: I = Is + I = 9,9 + 0,1 = 10mA b) 0,5Dm: Im = 0,5 . 1mA = 0,05mA
Vm = Im.Rm = 0,05mA.99Ω = 4,95mV Vm 4. mV 95 Is = = = 4. mA 95 Rs 1
I = Is + Im = 4.95mA + 0,05mA=5mA c)0,25mA: Im = 0,25.0,1mA = 0,025mA
Vm = ImRm = 0,025mA.99Ω = 2,475mV Vm , 2 475 I = o= = , 2 47 V 5 Rs 1 Trang 1 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
1.2 Một cơ cấu đo từ điện có I= 100µA, điện trở nội khung quay R= 1KΩ. Tính điện trở shunt mắc vào cơ cấu
đo để trở thành một ampe-kế tương ứng với hình 1.1. a) Dm = 100mA = tầm đo 1 b) Dm = 1A = tầm đo 2 Giải: a) ở tầm đo 100mA Vm= ImRm = 100.1 = 100mV
It = Is+ Im => Is = It –Im = 100mA – 100µA = 9,9mA Vm 100mV R = = s =  001 , 1 Is 9 , 99 mA b) Ở tầm đo 1A: Vm = ImRm = 100mV
Is= It – Im = 1A- 100µA= 999,9mA Vm 100mV R = = s= 1 , 0 000  1 Is 999 9 , mA
1.3 Một cơ cấu đo từ điện có ba điện trở shunt được mắc theo kiểu shunt ayrton sử dụng làm ampe-kế. Ba điện
trở có trị số R1=0,05Ω, R2=0,45Ω, R3=4,5Ω, Rm= 1kΩ, Imax= 50µA, có mạch đo như hình sau, tính các trị số tầm đo của ampe-kế Hình B.1.3 Giải:
Tại độ lệch 0,5 Dm
Vs= Imax.Rm= 50µA.1kΩ = 50mV Trang 2 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP V 50 I s = = s= mA 10 R + R + R 5 1 2 3
It=Is+Im=50µA+10mA = 10,05mA; I=10mA. Khóa điện ở C:
Vs= Im(Rm+R3) = 50µA.(1kΩ+4,5Ω) = 50mV Vs mV 50 = = I 100 s= mA R1 + R2 5 , 0  + 5 , 4  Khóa điện ở D:
Vs= Im(Rm +R2 +R3) = 50µA(1kΩ + 4,5Ω +0,45Ω) =50mV Vs 50mV Is = =
= 1A.I = 50µA+1A=1,00005A = 1A 1 R  05 , 0
1.4 Một cơ cấu đo từ điện Imax =100µA,điện trở dây nội (dây quấn) Rm = 1KΩ được sử dụng làm vôn kế DC.
Tính điện trở tầm đo để vônkế có Vtd= 100V. Tính điện áp V hai đầu vôn kế khi kim có độ lệch 0,75Dm;
0,75Dm và 0,25Dm (độ lệch tối đa Dm) Hình B.1.4 Giải: V V = I − M (Rs + Rm) => Rs = R m I m
Khi V= Vtd=100V => IM = Imax =100µA V 100 Rs = -1KΩ =999KΩ A  100 Tại độ lệch 0,75 Dm Im = 0,75.100µA = 75µA Trang 3 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
V= Im(Rs+ Rm) 75µA(999kΩ +1kΩ)=75V Tại độ lệch 0,5 Dm Im = 50 µA V= 50 µA(999 kΩ+1kΩ)=50V Tại độ lệch 0,25 Dm
V= 25µA(999 kΩ+1kΩ)=25V
1.5 Một cơ cấu đo từ điện có Imax=50 µA; Rm =1700 Ω được sử dụng làm vôn kế DC có tầm đo 10V, 50V,
100V. tính các điện trở tầm đo theo hình sau: Hình B.1.5 Giải Theo hình a: V R + R = m 1 Imax = V 10 R = − = V Rm −170  0 = 198 3 ,  k 1 I 50 A  max = V 50 R −170  0 = 998 3 ,  k 2 50 A  = 10 V 0 R −170  0 = 9 , 1 983  M 3 50 ATheo hình b: Trang 4 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP = V 10 R 1 − = V R −170  0 = 198 3 ,  k 1 I m 50 A  max R + R + = V R 2 m 1 2 Im = V 50 R 2 − R − = V Rm −198 3 ,  k −170  0 = 800  k 2 Im ax 1 50 A  3
R + R + R + = V R = = V R 3
R R R m 1 2 3 I 3 I 2 1 m m max = 10 V 0 − 800  k −198 3 ,  k −170  0 = 1  M 50 A
1.6 Một vônkế có tầm đo 5V, được mắc vào mạch, đo điện áp hai đầu điện trở R2 như hình sau:
a) Tính điện áp VR2 khi chưa mắc Vônkế.
b) Tính VR2 khi mắc vôn kế, có độ nhạy 20kΩ/V.
c) Tính VR2 khi mắc vôn kế, có độ nhạy 200kΩ/V Hình B.1.6 Giải:
a) VR2 khi chưa mắc Vônkế. R2 k 50  V = E = V 12 = V 5 R 2 R1 + R2 k 70  + k 50 
b)Với vôn kế có độ nhạy 20kΩ/V. Rv=5V.20kΩ/V=100kΩ
Rv//R2=100kΩ//50kΩ=33,3kΩ R // R k 3 , 33  V v 2 R2= = E = V 12 = V 87 , 3
R + R // R k 70  + k 3 , 33  1 v 2
c)Với vôn kế có độ nhạy 200kΩ/V Trang 5 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Rv=5V.200kΩ/V=1kΩ
Rv//R2=1MΩ//50kΩ= 47,62kΩ , 47 k 62  V = V 12 =4,86V R 2 k 70  + k 62 , 47  V 86 , 4
1.7 Một cơ cấu đo từ điện có Ifs= 100µA và điện tr73 cơ cấu đo Rm =1kΩ được sử dụng làm vônkế AC
có V tầm đo = 100V. Mạch chỉnh lưu có dạng cầu sử dụng diode silicon như hình vẽ, diode có VF(đỉnh) =0,7V
a) tính điện trở nối tiếp Rs
b) Tính độ lệch của vônkế khi điện áp đưa vào vônkế là 75V và 50V (trị hiệu dụng-RMS).
c) Tính độ nhạy của vôn kế. Tín hiệu đo là tín hiệu xoay chiều dạng sin. Hình B.1.7 Giải: a) Tính Rs:
Đây là mạch chỉnh lưu toàn kì nên ta có quan hệ: IP(trị đỉnh)= Itb/0,637 Vm (trị đỉnh)= V 2 Cơ cấu đo có: Trang 6 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP 100 I = I = A 100 A   I = = 157 AFs tb p 6 , 0 37 tacó : , 1 414V − 2V , 1 414V − 2 = td F Rs = V td F Rm Rs + Rm Ip , 1 ( 414 1 . 00V ) − ( 7 , 0 . 2 V ) = −1  k = 890 7 ,  k 157 A
b)KhiV = 75V , 1 414V − 2V , 1
( 414 75V ) − (2  7 , 0 V ) I = 6 , 0 37I = 6 , 0 37 F = 6 , 0 37 tb m R +R 890 7 ,  k +1  k s m I = 75 Atb KhiV = 50V , 1
( 414 50V ) − (2  7 , 0 V ) I = 6 , 0 73 = 50 Atb 890 7 ,  k +1  k c)I = 157 A
  I(RMS) = 7 , 0 07IP = 7 , 0 07157 A  = 111 Am 100 = V R = 900 9 , k .  111 A   Độ nhạy= 9 , 900 k = k 009 , 9  /V V 100
1.8 Một cơ cấu đo từ điện có Ifs = 50µA; Rm = 1700Ω kết hợp với mạch chỉnh lưu bán kì như hình sau. Diod
silicon D1 có giá trị dòng điện thuận If (đỉnh) tối thiểu là 100 µA. Khi điện áp đo bằng 20% Vtầm đo ,
diode có VF = 0,7V, vôn kế có Vtầm đo = 50V. a) Tính Rs và RSH
b) Tính độ nhạy của Vônkế trong hai trường hợp: có D2 và không có D2 Hình B.1.8 Giải: a)Tính Rs và RSH Trang 7 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
Ở đây sử dụng chỉnh lưu bán kì nên ta có:
Ip=Itb/(0,5.0,673): trị đỉnh trong trường hợp chỉnh lưu bán kì
Cơ cấu đo có Ifs = Itb = 50 µA=> Im= 50 µA/(0,5.0,673) = 157 µA(trị đỉnh)
Khi V= 20% Vtd, IF(đỉnh) có giá trị 100 µA. Vậy khi V= Vtd, IF(đỉnh) có giá trị: 10 % 0 I = 100 A  = 500 AF % 20 I = I + II
= I I = 500 A  −157 A  = 343 AF m SH SH F M
V = I R = 157 A  170  0 = 266 9 , mV p m m V 266 9 , mV R = m = = 77  8 SH I 343 ASH , 1 41 V 4 −V I = V td m F F RS , 1 41 V 4 −V V , 1 414 V 50 − 266 9 , mV − 7 , 0 Rs = td m F = V =1395,  k I 500 AF b)Tính độ nhạy:
• Có D2 trong bán kì dương, dòng qua D1 có giá trị đỉnh: IF=500 µA
Trong bán kì âm, dòng qua vônkế có giá trị đỉnh: , 1 41 V 4 td , 1 41 . 4 V 50 I = = = 500 ARs 139 5 , kI = , 0 707 5 . 00 A  = 3535 , A  (RMR)c hiêudung V 50 (RMR) R = = 14 ,14ktông 353 5 , A  (RMR) 14 , 1 4kĐônhay = = 8 , 2 k /V V 50 • Không có D2:
Trong bán kì dương:IF(đỉnh) = 500 µA. Trong bán kì âm: I = 0
Trong chu kì của tín hiệu:
Ihiệu dụng =0,5I F(đỉnh)
Với I là dòng điện mạch chính chạy qua Rs trong bán kì dương. Trang 8 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP T 2 2 2 1 I 2 F (đinh I = (I sin t  ) dt ) =  hiêudung T F 2 4 0 I = 5 . 5 , 0 00 A  = 250 AV 50 R = = 20 k 0  250 A  20 kĐô 0 _ nhay := = 4k /V V 50
1.9 Một ampe kế sử dụng cơ cấu đo từ điện có cầu chỉnh lưu và biến dòng như hình vẽ. Biết rằng cơ cấu đo
có Ifs = 1mA và Rm = 1700Ω. Biết dòng có Nthứ = 500; Nsơ = 4. Diode cóVF(đỉnh) = 0,7V; Rs=20kΩ.
Ampe kế lệch tối đa khi dòng sơ cấp Ip = 250mA. Tính giá trị RL. Hình B.1.9 Giải:
Chỉnh lưu toàn kì nên ta có: Itb mA 1 Im(trị đỉnh) = = = mA 57 , 1 637 , 0 673 , 0
Điện áp Em ở hai đầu cuộn thứ biến dòng(trị đỉnh):
Em = (Rm+Rs) + 2VF = 1,57mA(20kΩ + 1700Ω) + 1,4V= 35,5V
 Es(trị hiệu dụng) = (0,707.35,5V) = 25,1V
Dòng làm lệch tối đa cơ cấu đo có trị hiệu dụng I: I = 11,1Itb = 11,1.1mA=11,1mA Ta có: Trang 9 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP 4 I = N I so = 25 mA 0 = 2mA thu so N 500 thu I
= I + I I = 2mA mA 1 , 11 = mA 89 , 0 ; (với I thu q L L q=Iqua cơ cấu đo) = Es 1 , 25 R = V = , 28 2  k L E mA 89 , 0 L
CHƯƠNG II: ĐO ĐIỆN TRỞ
2.1 Cho Eb = 1,5; R1= 15kΩ; Rm =1kΩ; R2 = 1kΩ; Imax = 50µA. Xác định trị số đọc của Rx khi Ib = Imax; Im = ½ Imax; Im =3/4 Imax . Giải:
Tại Im =Imax = 50µA; Vm = Imax × Rm = 50µA × 1kΩ = 50mA. V Do đó: mV 50 I m = = = A  50 . Như vậy dòng điện: I m b = 100µA. R k 1  2 E Vậy b R + R #
Nếu R + R  R // R  50  0 . x 1 I x 1 2 m b 5 , 1 V # = 15k .  100 A
Rx +15kΩ = 15kΩ; Rx = 0Ω.
Khi Im =1/2 Imax = 25µA; Vm = 25mV  I2 = 25µA. V 5 , 1
Suy ra Ib = 50µA. Vậy Rx + R1 # ; Rx # 15kΩ. 50 A
Tương tự như cách tính trên. Im = 3/4 Imax = 37,5µA.
Ib = Im + I2 = 37,5µA + 37,5µA = 75µA. V 5 , 1 Rx + R1 = = 20kΩ, Rx = 5kΩ. A  75
2.2 Một ohm-kế loại nối tiếp có mạch đo (Hinh dưới đây). Nguồn Eb = 1,5V, cơ cấu đo có Ifs = 100µA.
Điện trở R1 + Rm = 15kΩ.
a)Tính dòng điện chạy qua cơ cấu đo khi Rx = 0.
b)Tính trị giá Rx để cho kim chỉ thi có độ lệch bằng 1/2 FSD, 1/4 FSD, 3/4 FSD (FSD: độ lệch tối đa thang đo.) Trang 10 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Hình B.2.2 Giải: E V 5 , 1 a. I b = = = 100 A  (FSD). m R + R + R 0 + k 15  x 1 m
b. Độ lệch bằng 1/2 FSD: 100 A  I =  m =
50 A (vì cơ cấu đo tuyến tính.) 2 5 , 1 R + R + = E R b  = E R b − 15 15 x 1 m x (R + 1 m ) = V R −  k =  k I I 50 Am m Độ lệch bằng 1/4 FSD: 100 AV 5 , 1 I = = 25 A  ; R = −15  k = 45  k m 4 x 25 A  Độ lệch bằng 3/4 FSD: 5 , 1 V I R = −  k =  m = 0,75 × 100µA = 75µA; 15 5k . x 75 A
2.3 Một ohm-kế có mạch đo như hình sau. Biết Eb =1,5V, R1 = 15kΩ; Rm = 50Ω; R2 = 50Ω; cơ cấu đo có Ifs = 50µÂ.
Tính trị giá Rx khi kim chỉ thị có độ lệch tối đa: (FSD); 1/2 FSD và 3/4 FSD. Trang 11 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Hình B.2.3 Giải:
Khi kim lệch tối đa (FSD):
Im = 50µA; Vm = Im.Rm = 50µA×50Ω = 2,5mV. V Vm 5 , 2 I m = = = A  50 2 R 50 2
Dòng điện mạch chính: Ib = I2 + Im = 50µA + 50µA = 100µA. E V 5 , 1 R + R = b = = 15  k x 1 I 100 Ab
Rx = ( Rx + R1) – R1 = 15kΩ - 15kΩ = 0 Kim lệch 1/2 FSD: , 1 mV 25 I = = 
m = 25µA; Vm = 25µA × 50Ω = 1,25mV; I 25 A 2 50 Ib = 25µA + 25µA = 50µA. V 5 , 1 R +R = = 30  k
; Rx = 30kΩ - 15kΩ = 15kΩ. x 1 50 A  Kim lệch 3/4 FSD:
Im = 0,75 × 50µA = 37,5µA; Vm = 37,5µA×50Ω = 1,875mV. 8 , 1 7 mV 5 I = = 5 , 37 A  ; I 2
b = 37,5µA + 37,5µA = 75µA. 50 V 5 , 1 R + R = = 20  kR = 20  k −15  k = 5  k x 1 75 A x  . Trang 12 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
2.4 Một ohm-kế co mạch đo nhiu hình bai 3. có nguồn Eb giam xuống chỉ còn 1,3V. Tính trị giá mới
của R2 ?.?lại các giá trị Rx tương ứng với độ lệch của kim: 1/2 FSD, 3/4 FSD. Giải: E V 3 , 1 R b  = = 67 , 86  x = 0; I A b R + R 0 + k 15  x 1
Im = 50µA (FSD); I2 = Ib – Im = 86,67µA – 50µA = 36,67µA. V 5 , 2 mV V R = m =
m = ImRm = 50µA × 50Ω = 2,5mV;  18 , 68 2 I 67 , 36 A  2 Khi kim lệch 1/2 FSD:
Im = 25µA; Vm = 25µA × 50Ω = 12,5mV V , 1 mV 25 I m = = = A  33 , 18 2 R 1 , 68  2
Ib=Im + I2 = 25µA + 18,3µA =43,33µA 3 , 1 R + = V R m = V 30  kR = 30  k −15  k = 15  k 2 1 I 33 , 43 A xb Khi kim lệch 3/4 FSD:
Im = 0,75 × 50µA = 37,5µA; Vm = 37,5µA × 50Ω = 1,875mV. 8 , 1 75mV I = = 5 , 27  ; A I 2 b =37,5µA + 27,5µA = 65µA. 18 , 68  3 , 1 R + = V R m = V 20  kR = 20  k −15  k = 5  k x 1 I 65 A xb
2.5 Tính dòng điện chạy qua cơ cấu đo và độ lệch của kim chỉ thị của ohm-kế có mạch dô như hình vẽ
khi ta sử dung tầm đo R×1 trong hai trường hợp: a)Rx = 0 b) Rx = 24Ω Trang 13 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Hình B.2.5 Giải:
Mạch tương đương của ohm- kế khi ta sử dụng tầm đo R×1 trong hai trường hợp Rx = 0 và Rx = 24Ω như sau: • V 5 , 1 R I = x = 0; b  14 +   10 //( 99 , 9  k + 8 , 2 75  k + 82 , 3  k ) V 5 , 1 I = = 5 , 62 16 b 14 + (10 // 6 , 16 85 ) mA k
Dòng Im chạy qua cơ cấu đo:  10 I = mA 516 , 62 m  10 + , 16 685  k
Im = 37,5µA = Ifs: Khi kim lệch tối đa. • Rx = 24Ω: V 5 , 1 I = = , 31 254 b 24 + 14(10 //( 6 , 16 85 ) mA k 10 I = , 31 254mA 72 , 18 A  : kim lệch 1/2 FSD. m 10 + 685 , 16 k
2.6 Tính dòng điện chạy qua cơ cấu đo và độ lệch của kim chỉ thị của ohm-kế có mạch như bài 5, khi sử
dụng tầm đo R×100 va R×10k trong trường hợp Rx = 0. Trang 14 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Hình B.2.6 Giải:
• Mạch tương đương của Ohm-kế khi ta sử dụng tầm đo R×100 và R = 0. = V 5 , 1 I b 147  0 + 1  k //(9  k + 8 , 2 75  k + 82 , 3  k ) V 5 , 1 = = 622  38 , 23 k 6  + ( k 1  // , 15 695 ) A k k 1  I = 62238 A  = 5 , 37 A
 = I : kim chỉ thị lệch tối đa. m fs k 1  + 6 , 6 9 k 5 
• Mạch tương đương của ohm-kế khi ta sử dungj tầm đo R×10kΩ và Rx = 0. = V 15 I b 236  k + 10  k //( 875 , 2  k + 82 , 3  k ) V 15 = = 5 , 62  23 k 6  +  k 10  // , 6 695  A k k 10  I = 5 , 62 A  = k 5 , 37
 = I : Kim chỉ thị lệch tối đa. m fs k 10  + k 695 , 6 
2.7 Ta đo điện trở bằng cách dùng phương pháp V và A được mắc rẻ dài. Ampe-kế chỉ 0,5A,vôn kế chỉ
500V.Ampe kế có Ra = 10Ω,10kΩ/V. Tính giá trị R. Trang 15 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Hình B.2.7 Giải: E + EA = 500V; I = 0,5A E + R + R =
EA = 500V =100  0 x I 5 , 0 A
R = 1000Ω - Ra = 1000Ω - 10Ω =990Ω.
2.8 Các ampe-kế, vôn kế và điện trở R ở bài 2.7 được mắc rẻ ngắn. Hãy tính độ chỉ của vôn kế và ampe-
kế (nguồn cung cấp vẫn là 500V). Hình B.2.8 Giải: Nội trở của vôn kế :
Rv = 1000V × 10kΩ/V =10MΩ
Rv // R = 10MΩ // 990Ω = 989,9Ω 50 V 0  (R // R 5000  989 9 ,  v ) • V
Độ chỉ của vôn kế : E = = = 495 R + + 10 + 989 9 ,  a (R R v ) VE V 495
Độ chỉ của ampe-kế: = I + I = = = 5 , 0 A . v R // R 9 , 989  v Trang 16 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP CHƯƠNG III:
ĐO ĐIỆN DUNG, ĐIỆN CẢM VÀ HỔ CẢM
3.1.Cho cầu đo như hình vẽ , biết C1 =0.1μF và tỉ số R3/R4 có thể chỉnh được thay đổi trong khoảng :
100/1 và 1/100 . Hãy tính CX mà cầu có thể đo được. Hình B.3.1 Giải:
Ta có: Cx = C1R3/R4 . Với : R3/R4 =100/1
=>CX = 0,1μF(100/1) =10μF
Với : R3/R4 =1/100 => 0,1μF(1/100) =0,001μF
Vậy cầu có tầm đo : từ 0,001μF  10μF
3.2. Cho cầu điện dung như hình sau, thành phần mẫu C1 =0,1µF ;R3 =10kΩ. Biết rằng cầu cân bằng khi nguồn
cung cấp co f = 100Hz; R1 =125Ω và R4 = 14,7Ω . Hãy tình giá trị Rs , CS và hệ số tổn hao D của tụ? Trang 17 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Hình B.3.2 Giải: Ta có : Cs =C1R3/R4; 1 , 0 F  10  k CS = = 0.068μF ; , 14 7  k R R 12  5  , 14 7  k R 1 4 S = = =183.3Ω R 10  k 3
D =  CSRS = 2π . 100Hz  0,068μF  183,8Ω = 0,008
3.3. Cho cầu điện dung như hình sau, thành phần mẫu C1 =0,1µF ;R3 =10kΩ. Biết rằng cầu cân bằng khi nguồn
cung cấp co f = 100Hz; R1 =125Ω và R4 = 14,7Ω . Hãy tình giá trị Rs , CS và hệ số tổn hao D của tụ? Hình B.3.3 Trang 18 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP Giải: Ta có : Cs =C1R3/R4; 1 , 0 F  10  k CS = = 0.068μF ; , 14 7  k R R 12  5  , 14 7  k R 1 4 S = = =183.3Ω R 10  k 3
D =  CSRS = 2π . 100Hz  0,068μF  183,8Ω = 0,008
3.4.Cầu Maxwell đo điện cảm dùng thành phần mẫu C3 = 0,1μF, nguồn cung cấp có tần số f=100Hz. Cầu cân
bằng khi R1 =1,26kΩ; R3= 470Ω và R4 =500Ω .Tính trị giá điện cảm LS, điện trở RS và hệ số phẩm chất Q của cuộn dây. Hình B.3.4 Giải: Ta có :L     = S =C3R1R4 =0,1μF , 1 k 26 500 mH 63 R R , 1 26  k  50  0 R 1 4 = = S = 34 ., 1  k R 47  0 3 LS
2 100Hz  63mH Q= = = 03 , 0 R 34 , 1  k S Trang 19 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP
3.5. Cầu có nguồn cung cấp f= 100Hz cân bằng khi C3 =0,1μF, R1 =1,26kΩ , R3 =75Ω và R4 =500Ω. Tính điện
cảm LP ,điện trở RP và hệ số phẩm chất Q của cuộn dây? Hình B.3.5 Giải: L = C R R = 0,1μF , 1 k 26   500 = mH 63 P 3 1 4 R R , 1 26  k   500 R = 1 4 = = , 8 4  k P R  75 3 R , 8 4  k Q = P = = 212 L
2 100Hz  63mH P
3.6. Hãy tính thành phần tương đương LS,RS của cuộn dây có :LP =63Mh ; RP = 8,4kΩ ( f =100Hz). Giải: 2 R X R P P 2 = =  S = ;thế: RP = 8,4kΩ ; R 7 056 , 7 10 ; X LP 2 2 P P X + R P P
=>XP =2   100Hz 63mH =39,6Ω X 2 =1,57 3 2 2
10 ; X + R =7,056  107 P P P , 8 4   57 , 1 103 k R = S = 1 , 0 8  7 ; 0 , 7 56107 0 , 7 56 7 10  6 , 39 XS = = 39,6Ω 0 , 7 56 7 10 Trang 20 ĐO LƯỜNG ĐIỆN BÀI TẬP X , 39 6 L S S =  = 2 = 63mH  Hz 100
3.7. Hãy tính thành phần tương đương CP ,RP của tụ điện có RS =183,8Ω và CS =0,068Μf (f=100Hz). Giải: Ta có: R 2 2 2 
P =( RS +XS )/RS ; RS = (183,8)2 =33,782 3 10
XS =1/2πfCS = 1/(2π.100Hz.0,68µF) =23,405.103Ω X 2 =5,478.108 S R  P =( 33,78.103 +5,478 108 ) /183 = 2,99MΩ 2 2 3 8 R + X 78 , 33 10 + , 5 47810 X S S = P = =23,41.103Ω 3 X , 23 40510 S
CP = 1/(2π.100Hz.23,41kΩ)= 0,068μF Trang 21