- •Giíi thiÖu chung vÒ kü thuËt
- •a. Hµm sè theo thêi gian
- •b. Hµm sè theo tÇn sè
- •c. TÝn hiÖu xung
- •1.1.2 C¸c tham sè vµ ®Æc tÝnh cña m¹ch ®iÖn tö
- •2.1.1 Nguyªn nh©n g©y sai sè
- •2.2.2 HÖ qu¶ cña sù nghiªn cøu hµm mËt ®é ph©n bè sai sè
- •2. TrÞ sè trung b×nh céng
- •6.3 §o c«ng suÊt truyÒn th«ng
- •6.4.1. O¸t-mÐt sè (Digital Wattmeter)
- •1. Kh¸i qu¸t vÒ biÕn ®æi nhanh Fourrier
- •3. Block vµo
- •8.1 §o c¸c th«ng sè cña m¹ch ®iÖn cã c¸c phÇn tö tËp trung
- •a. §o ®iÖn dung
- •c. Bé suy gi¶m pherit.
- •a. CÇu T magic.
- •9.1 Kh¸i niÖm vµ ®Æc tÝnh chung cña m¹ch sè
- •Tr¹ng th¸i logic
- •BiÓu ®å thêi gian cña tÝn hiÖu logic
- •5. Ph©n tÝch nhËn d¹ng øng dông trong thiÕt bÞ cã Vi xö lý
- •3. Më réng kh¶ n¨ng ®o (Capability)
- •5. Thùc hiÖn c¸c phÐp tÝnh mong muèn cho kÕt qu¶ ®o
- •10. Gi¶m nhá thêi gian ®o
- •1. Thay thÕ phÐp ®o gi¸n tiÕp b»ng phÐp ®o trùc tiÕp
- •Tù ®éng ho¸ thao t¸c ®iÒu chØnh
- •10.2.1 Giíi thiÖu chung
- •10.2.2. ThiÕt kÕ m¹ch kiÓu m¶ng khèi modun
- •1. CÊu h×nh nèi tiÕp (The cascade configuration)
- •3. CÊu h×nh tæ chøc bus (The bus-organized configuration)
- •1. CÊu tróc vµ nguyªn lý ho¹t ®éng
- •2. C¸c chøc n¨ng cña Giao diÖn (Interface Functions)
- •5. Mét vÝ dô vÒ hÖ thèng ®o dïng giao diÖn tiªu chuÈn
- •Tµi liÖu tham kh¶o
- •2. G. Mirsky
- •3. Clyde F. Cosmly, Jr.
Ch−¬ng VIII
§o c¸c th«ng sè vµ ®Æc tÝnh c¸c phÇn tö
cña m¹ch ®iÖn
8.1 §o c¸c th«ng sè cña m¹ch ®iÖn cã c¸c phÇn tö tËp trung
8.1.1 §o c¸c th«ng sè cña c¸c linh kiÖn ®−êng th¼ng
C¸c th«ng sè cña c¸c linh kiÖn ®−êng th¼ng trong m¹nh ®iÖn cã phÇn tö tËp trung ®−îc dïng trong kü thuËt ®iÖn tö nh−: ®iÖn dung cña tô ®iÖn, ®iÖn c¶m cña cuén d©y, ®iÖn trë cña c¸c trë kh¸ng vµ hÖ sè phÈm chÊt cña m¹ch dao ®éng...
C¸c ph−¬ng ph¸p th«ng dông nhÊt ®Ó ®o c¸c th«ng sè nµy lµ ph−¬ng ph¸p ph©n ¸p b»ng v«n-ampe-mÐt, ph−¬ng ph¸p ®o so s¸nh b»ng m¹ch cÇu vµ ph−¬ng ph¸p céng h−ëng. Ngoµi ra, gÇn ®©y cßn phæ biÕn ph−¬ng ph¸p ®o b»ng c¸c thiÕt bÞ ®o chØ thÞ sè. Ta sÏ xÐt riªng tõng ph−¬ng ph¸p, vµ cã chó träng h¬n vÒ c¸c ph−¬ng ph¸p ®−îc dïng nhiÒu ë cao tÇn.
1. Ph−¬ng ph¸p ®o ph©n ¸p b»ng v«n-ampe-mÐt
Ph−¬ng ph¸p v«n-ampe-mÐt lµ ®o trùc tiÕp dßng ®iÖn I vµ ®iÖn ¸p U råi tÝnh ra trë kh¸ng Z theo ®Þnh luËt ¤m.
M¹ch ®iÖn ®o nh− h×nh 8-1, h×nh 8-1a lµ thùc hiÖn ®o m¹ch trong tr−êng hîp trë kh¸ng cÇn ®o Z cã trÞ sè bÐ h¬n nhiÒu so víi trë kh¸ng vµo cña v«n-mÐt. Dßng ®iÖn I2 ch¶y qua v«n-mÐt cã thÓ bá qua , v× nã cã trÞ sè rÊt bÐ so víi I1 lµ dßng ®iÖn ®i qua trë kh¸ng cÇn ®o Z. Nh− vËy:
U
I2 = I = Z
Do ®ã:
Z = |
U |
(1) |
|
I |
|
317
ë ®©y, Z lµ trë kh¸ng cÇn ®o, U lµ ®iÖn ¸p hiÖu dông trªn Z, I lµ dßng ®iÖn hiÖu dông ch¶y qua Z.
H×nh 8-1
NÕu trë kh¸ng cÇn ®o cã trÞ sè lín h¬n trë kh¸ng vµo cña v«n-mÐt, hay hai trÞ sè nµy cã thÓ so s¸nh ®−îc víi nhau, th× dßng ®iÖn qua v«n-mÐt kh«ng thÓ coi lµ bá qua ®−îc. Khi ®ã m¹ch ®o ph¶i m¾c nh− h×nh 8-1b. Trong tr−êng hîp nµy, trÞ sè ®iÖn trë b¶n th©n cña ampe-mÐt ph¶i bÐ h¬n nhiÒu so víi trÞ sè trë kh¸ng cÇn ®o.
TrÞ sè trë kh¸ng ®o ®−îc ë ®©y chØ lµ m«®un cña trë kh¸ng (Z= R2 + X 2 ), mµ kh«ng ®o ®−îc gãc pha.
Khi ®o ®iÖn dung cña tô ®iÖn C hay ®iÖn c¶m cña cuén d©y L, th× chóng ph¶i cã thµnh phÇn ®iÖn trë nhá h¬n nhiÒu so víi thµnh phÇn ®iÖn kh¸ng. Khi ®ã:
U ≈ Z = R 2 |
+ X2 ≈ X |
(2) |
I |
|
|
Nªn ta cã:
U
L = ωI
vµ:
I
C = ωU
ë ®©y, ω lµ tÇn sè gãc cña nguån ®iÖn cung cÊp cho m¹ch ®iÖn ®o.
Khi ®o ®iÖn trë, th× còng cÇn ph¶i sao cho thµnh phÇn ®iÖn kh¸ng cña nã nhá h¬n nhiÒu so víi thµnh phÇn ®iÖn trë .
§o dßng ®iÖn th× dïng lo¹i ampe-mÐt nhiÖt ®iÖn, cßn ®o ®iÖn ¸p th× dïng v«n-mÐt ®iÖn tö.
318
VÒ cÊu t¹o, c¸c thiÕt bÞ ®o theo nguyªn lý nµy cã thÓ chØ dïng mét ®ång hå chØ thÞ, nÕu cã mét th«ng sè ®o lµ thay ®æi cßn hai th«ng sè n÷a ®−îc gi÷ cè ®Þnh. VÝ dô, khi ®o ®iÖn dung, th× hai th«ng sè ®−îc gi÷ cè ®Þnh lµ tÇn sè vµ ®iÖn ¸p, cßn dßng ®iÖn ®−îc ®o b»ng ®ång hå ®o dßng ®iÖn. Do ®ã, thang kh¾c ®é cña ®ång hå ®o dßng ®iÖn cã thÓ kh¾c trùc tiÕp theo thang ®¬n vÞ cña ®iÖn dung( cÊu t¹o Fara-mÐt).
L−îng tr×nh ®o c¸c th«ng sè b»ng ph−¬ng ph¸p nµy lµ : ®o ®iÖn trë tõ vµi «m ®Õn vµi tr¨m mªg«m; ®o ®iÖn dung th× vµi pic«phara ®Õn vµi tr¨m microphara.
|
|
|
Ph−¬ng ph¸p v«n-ampe-mÐt cßn cã thÓ ®o |
|
|
||
|
|
|
®−îc trÞ sè hç c¶m. M¹nh ®iÖn ®o nh− h×nh 8-2, |
|
|
|
mét trong hai cuén d©y (vÝ dô cuén d©y L2) ®−îc |
|
|
|
m¾c vµo m¹ch ®iÖn cã tÇn sè ω. Dßng ®iÖn I1 |
|
|
|
®−îc ®o b»ng ®ång hå ®o dßng ®iÖn. Hai ®Çu |
|
|
|
|
|
H×nh 8-2 |
|
cuèi cña cuén d©y L2 ®−îc m¾c mét v«n-mÐt ®Ó |
|
U2 = I1ωM |
|
®o søc ®iÖn ®éng c¶m øng U2. TrÞ sè nµy b»ng : |
|
(3) |
Do ®ã:
M = U2
ωI1
Sai sè cña ph−¬ng ph¸p ®o nµy lµ do sai sè do cÊp chÝnh x¸c cña ®ång hå ®o; sai sè do ghÐp trë kh¸ng cña ®ång hå ®o trë l¹i m¹ch ®o. Sai sè cña ph−¬ng ph¸p nµy kho¶ng tõ 5-10%
C¸c ®ång hå ®Ó ®o trë kh¸ng theo ph−¬ng ph¸p v«n-ampe-mÐt nµy th× th−êng dïng lo¹i ®o dßng ®iÖn mét chiÒu hay dßng ®iÖn ©m tÇn. Së dÜ nh− vËy v× ë tÇn ®o¹n nµy dÔ thùc hiÖn ®o dßng ®iÖn vµ ®iÖn ¸p vµ Ýt g©y sai sè h¬n.
2. §o so s¸nh b»ng ph−¬ng ph¸p m¹ch cÇu
a. CÇu c©n b»ng kiÓu bèn nh¸nh
§o ®iÖn trë, ®iÖn dung, ®iÖn c¶m th−êng dïng lµ ph−¬ng ph¸p m¹ch cÇu. S¬ ®å nguyªn lý m¹ch cÇu bèn nh¸nh nh− trªn h×nh 8-3.
ë m¹ch cÇu nµy, mçi nh¸nh cÇu cã thÓ lµ mét hay hçn hîp c¸c ®iÖn trë, ®iÖn dung vµ ®iÖn c¶m. Trªn ®−êng chÐo CD cña cÇu ®−îc nèi víi nguån ®iÖn E, cã néi trë lµ ZE . §−êng chÐo AB cña cÇu ®−îc nèi víi thiÕt bÞ chØ thÞ M. TrÞ sè chØ cña ®ång hå chØ thÞ tû lÖ víi hiÖu sè ®iÖn thÕ t¹i hai ®iÓm A vµ B.
319
Khi cÇu c©n b»ng th× dßng ®iÖn qua ®−êng chÐo AB b»ng kh«ng. §iÒu kiÖn c©n b»ng cña cÇu lµ:
& & |
& & |
|
( 4) |
|
Z'1Z'3 |
= Z'2 |
Z'4 |
|
|
& |
& |
& |
& |
trong c¸c nh¸nh cÇu ë ®©y cã thÓ lµ ®iÖn trë, |
C¸c trë kh¸ng Z'1 |
, Z' 2 |
, Z' 3 vµ |
Z' 4 |
®iÖn dung vµ ®iÖn c¶m. Trong ®ã cã mét trë kh¸ng lµ phÇn tö cÇn ®o th«ng sè ®iÖn cña nã, cßn ba trë kh¸ng kia lµ ®· biÕt.
Trong tr−êng hîp tæng qu¸t, ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña cÇu cã thÓ viÕt lµ: |
|
||
Z1 e jϕ1 Z3 e jϕ2 = Z2 e jϕ3 Z4 e jϕ4 |
(5) |
||
|
|
BiÓu thøc c©n b»ng nµy cã thÓ ph©n tÝch thµnh hai |
|
|
|
||
|
|
biÓu thøc riªng rÏ cho m«dun trë kh¸ng vµ gãc pha trë |
|
|
|
kh¸ng: |
|
|
|
Z1 Z3 = Z2 Z4 |
( 6) |
|
|
ϕ1+ϕ3 =ϕ2 + ϕ4 |
(7) |
|
|
||
|
|
Tõ c¸c biÓu thøc trªn ta thÊy r»ng ®Ó c©n b»ng cÇu ®èi |
|
|
|
víi c¸c dßng ®iÖn xoay chiÒu th× cÇn thiÕt ph¶i cã Ýt nhÊt lµ |
|
|
|
hai sù ®iÒu chØnh c©n b»ng vÒ m«®un trë kh¸ng vµ c©n b»ng |
|
H×nh 8-3 |
|
vÒ gãc pha trë kh¸ng. |
|
|
|
|
|
Hai sù ®iÒu chØnh nµy cã liªn quan víi nhau, nªn khi ®iÒu chØnh m¸y ®o ph¶i thao t¸c lÇn l−ît ®Ó ®iÒu chØnh c©n b»ng m«®un, råi c©n b»ng pha, sao cho mçi lÇn cã trÞ sè chØ cña ®ång hå chØ thÞ lµ cùc tiÓu. Giíi h¹n cuèi cña sù ®iÒu chØnh lµ vÞ trÝ mµ khi ®ã ®¹t ®−îc cùc tiÓu. NÕu l¹i tiÕp tôc ®iÒu chØnh thªm n÷a, hoÆc lµ m«®un, hoÆc lµ gãc pha, th× trÞ sè chØ cña ®ång hå chØ thÞ kh«ng gi¶m hay gi÷ nguyªn cùc tiÓu mµ t¨ng lªn. Khi cÇu c©n b»ng th× dßng ®iÖn ®i qua bé phËn chØ thÞ cã thÓ b»ng kh«ng.
Sù c©n b»ng tæng gãc pha c¸c trë kh¸ng ϕ1+ϕ3 =ϕ2 + ϕ4 cho thÊy lµ: ®iÒu kiÖn c©n b»ng tuú thuéc vµo tÝnh chÊt cña c¸c trë kh¸ng khi ®· cã mét sù s¾p xÕp c¸c phÇn tö trªn c¸c nh¸nh mét c¸ch nµo ®ã. NÕu hai nh¸nh 1 vµ 2 chØ bao gåm c¸c phÇn tö thuÇn ®iÖn trë: ϕ1= ϕ2 = 0 ; th× cÇu cã thÓ c©n b»ng khi ϕ3 = ϕ4. NghÜa lµ t¹i hai nh¸nh 3 vµ 4 cña cÇu, c¸c trë kh¸ng ph¶i cïng tÝnh: cïng lµ ®iÖn dung hay cïng lµ ®iÖn c¶m. NÕu c¸c ®iÖn trë l¹i m¾c ë c¸c nh¸nh ®èi ®iÖn cña cÇu, nghÜa lµ nÕu ϕ1 = 0 vµ ϕ3 = 0, th× cÇu cã thÓ c©n b»ng khi trë kh¸ng c¸c nh¸nh ®èi 2 vµ 4 lµ kh¸c tÝnh, nghÜa lµ hai ®iÖn kh¸ng ë hai nh¸nh 2 vµ 4 lµ ng−îc pha nhau. Nãi kh¸c ®i tøc lµ nÕu m¾c trªn mét nh¸nh lµ ®iÖn dung th× nh¸nh cßn l¹i ph¶i m¾c ®iÖn c¶m.
320
Nh− vËy, do tÝnh chÊt trë kh¸ng cña c¸c nh¸nh, do trÞ sè trë kh¸ng c¸c nh¸nh mµ cÇu cã thÓ dïng ®Ó ®o c¸c trë kh¸ng c¸c lo¹i kh¸c nhau vµ trÞ sè lín bÐ kh¸c nhau.
H×nh 8-4 lµ hai m¹ch cÇu ®¬n gi¶n ®Ó ®o ®iÖn dung vµ ®iÖn c¶m. H×nh 8-4a cßn gäi lµ “cÇu tÝch sè” vµ h×nh 8-4 b cßn gäi lµ “ cÇu tû sè”.
Ph−¬ng tr×nh c©n b»ng cña m¹ch cÇu 8-4a ®Ó ®o ®iÖn c¶m lµ:
R1 R3 = (rx + jωLx) 1
1
R 4 + jωC4
Do ®ã ta cã :
Lx = R1 R3 C4
rx = R1R 3
R 4
(8)
(9)
(10)
Hai trÞ sè cÇn ®o Lx vµ rx ®−îc tÝnh theo tÝch sè cña c¸c ®iÖn trë R1 vµ R3. M¹ch cÇu h×nh 8-4b ®Ó ®o ®iÖn dung. Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña cÇu vµ ph©n tÝch riªng phÇn thùc vµ phÇn ¶o cña c¸c trë kh¸ng, ta còng cã:
Cx |
= |
R 2 |
|
C3 |
(11) |
R1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
R |
= |
R1 |
|
R |
(12) |
R 2 |
|
||||
x |
|
3 |
|
Hai trÞ sè cÇn ®o Cx vµ Rx ®−îc tÝnh theo tû sè cña hai ®iÖn trë R1 vµ R2.
TrÞ sè gãc tæn hao cña tô ®iÖn tgδ b»ng : |
|
tgδ =ωRxCx =ωR3C3 |
(13) |
|
Nguån ®iÖn cung cÊp cho |
|
m¹ch cÇu ®o ph¶i lµ ®iÖn ¸p cã |
|
d¹ng thËt ®iÒu hoµ, v× ®iÒu kiÖn |
|
c©n b»ng cÇu chØ thùc hiÖn víi |
|
mét trÞ sè tÇn sè ®· x¸c ®Þnh. |
|
NÕu ®iÖn ¸p cña nguån ®iÖn cung |
|
cÊp cho cÇu cã d¹ng kh«ng ®iÒu |
|
hoµ, tøc lµ ngoµi tÇn sè c¬ b¶n |
H×nh 8-4
321
(tÇn sè tho¶ m·n ®iÒu kiÖn c©n b»ng cÇu) cßn cã c¸c ph©n l−îng hµi, th× ®iÖn ¸p trªn ®−êng chÐo cña cÇu ®Æt trªn bé chØ thÞ sÏ kh«ng b»ng kh«ng. Do vËy, ë c¸c cÇu ®o th−êng dïng bé khuÕch ®¹i chän läc tÇn sè ë m¹ch chØ thÞ ®Ó lµm gi¶m ¶nh h−ëng cña c¸c ph©n l−îng hµi vµ t¨ng ®−îc ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o.
Bé phËn chØ thÞ ®Ó x¸c ®Þnh c©n b»ng cÇu dïng phæ biÕn lµ c¸c lo¹i: èng nghe (khi cã nguån cung cÊp víi tÇn sè tõ 200 Hz ®Õn 6000 Hz), v«n-mÐt chØnh l−u b»ng chÊt r¾n hay v«n mÐt ®iÖn tö, vµ cã khi dïng c¶ èng tia ®iÖn tö.
Mét ®iÓm cÇn l−u ý khi dïng cÇu ®o cã nguån cung cÊp b»ng dßng ®iÖn xoay chiÒu lµ kh¶ n¨ng bÞ ph©n m¹ch dßng ®iÖn do sù ghÐp t¹p t¸n gi÷a c¸c linh kiÖn. C¸c hiÖn t−îng ghÐp t¹p t¸n n¶y sinh ra gi÷a c¸c phÇn tö trong m¹nh ®o (gi÷a vËt ®o, nguån cung cÊp, ®ång hå chØ thÞ ...
víi nhau vµ víi vá m¸y) cã thÓ lµ ghÐp ®iÖn trë, ®iÖn dung vµ ®iÖn c¶m, nh−ng chñ yÕu vÉn lµ ®iÖn dung. H×nh 8-5 lµ s¬ ®å m¹ch ®iÖn khi cã
xÐt tíi c¸c ®iÖn dung t¹p t¸n. C¸c ®iÖn dung ghÐp nµy lµm cho dßng ®iÖn bÞ sai kh¸c vµ kÕt qu¶ ®o còng sai ®i. Sù ghÐp nµy l¹i kh«ng ph¶i lµ cè ®Þnh, nã tuú vµo vÞ trÝ ®Æt vËt ®o, vµo ¶nh h−ëng cña tay ng−êi ®iÒu chØnh...
Do vËy, ®Ó lµm gi¶m ¶nh h−ëng cña ®iÖn dung t¹p t¸n th−êng dïng c¸c phÇn tö cña m¹ch cÇu cã kÝch th−íc bÐ vµ ph¶i bäc kim chóng. H×nh 8-6 lµ s¬ ®å bäc kim lo¹i mét líp (h×nh 8-6a) hay lo¹i hai líp (h×nh 8-6b) cña c¸c phÇn tö
m¹ch cÇu.
H×nh 8-6
§Ó ®¶m b¶o bäc kim tèt vµ kh«ng t¨ng ®iÖn dung gi÷a mµn bäc kim víi ®Êt (hay víi vá m¸y) th× dïng c¸ch bäc kim hai líp. Tuy nh− vËy cã thÓ lµm t¨ng ®iÖn dung l¾p r¸p cña m¹ch, nh−ng v× mµn bäc ®−îc cè ®Þnh, nªn trÞ sè ®iÖn dung nµy kh«ng ®æi nªn cã thÓ tÝnh to¸n, ®iÒu chuÈn ®Ó lo¹i bá ¶nh h−ëng cña chóng tíi kÕt qu¶ ®o.
b. CÇu ch÷ T c©n b»ng
Nguyªn lý cÊu t¹o cña m¹ch ®iÖn cÇu kiÓu ch÷ T nh− h×nh 8-7. CÇu nµy bao gåm hai m¹ng bèn cùc ch÷ T m¾c song song, mét m¹ng gåm c¸c trë kh¸ng Z’1, Z’2 vµ Z’3;
322
mét m¹ng n÷a gåm c¸c trë kh¸ng &a , &b
Z Z
|
& |
|
|
vµ Zc . §Çu vµo cña m¹ch ®iÖn cã nguån |
|
|
®iÖn cung cÊp U; ®Çu ra cã ®ång hå chØ thÞ |
|
|
M. |
|
|
C¸c trë kh¸ng cña cÇu cã mét quan |
|
|
hÖ ®· ®−îc x¸c ®Þnh; trong ®ã cã mét trë |
|
|
kh¸ng lµ cña linh kiÖn cÇn ®o th«ng sè. |
|
|
CÇu c©n b»ng khi ®ång hå chØ thÞ ë møc |
|
H×nh 8-7 |
||
cùc tiÓu (hay møc kh«ng). |
||
|
||
|
|
§Ó xÐt ®iÒu kiÖn c©n b»ng cña cÇu, cÇn tÝnh c¸c trÞ sè dßng ®iÖn ®Çu ra cña c¸c m¹ng bèn cùc.
Dßng ®iÖn ®Çu ra cña m¹ng bèn cùc thø nhÊt &I1 (®−îc tÝnh khi ®Çu ra ng¾n m¹ch) cã trÞ sè b»ng:
|
|
|
& |
|
|
|
& |
|
& |
|
|
U |
|
|
|
U |
|
I1 |
= |
|
& |
&& |
|
= |
& |
(14) |
|
& |
Z1Z3 |
|
|
Ztd1 |
|
||
|
|
Z1 |
+ Z3 + |
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
&& |
|
& |
& |
& |
|
Z1Z3 |
|
ë ®©y, Ztd1 |
= Z1 |
+ Z3 |
+ |
& |
lµ tæng trë t−¬ng ®−¬ng cña m¹ng bèn cùc thø |
|
|
|
|
Z2 |
|
nhÊt. |
|
|
|
|
|
Dßng ®iÖn ®Çu ra cña m¹ng bèn cùc thø hai cã trÞ sè b»ng &I2 :
|
|
& |
|
|
|
& |
|
& |
|
U |
|
|
|
U |
|
I2 |
= |
& & |
& & |
|
= |
& |
(15) |
|
|
Za Zc |
|
|
Ztd2 |
|
|
|
|
Za + Zc + |
|
|
|
|
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
|
|
Zb |
|
|
|
|
|
|
& & |
|
& |
& & |
Za Zc |
|
ë ®©y, Ztd2 |
= Za + Zc + |
& |
lµ tæng trë |
Zb t−¬ng ®−¬ng cña m¹ng bèn cùc thø hai.
Ta cã m¹ch t−¬ng ®−¬ng cña h×nh 8-7 nh− m¹ch
trªn h×nh 8-8.
H×nh 8-8
323
ë ®©y, cÇu c©n b»ng khi: |
|
|||
|
& & |
& |
= 0 |
(16) |
|
I = I1 |
+ I2 |
||
|
|
|
|
& |
§iÒu kiÖn (16) còng cßn cã nghÜa lµ trë kh¸ng t−¬ng ®−¬ng cña hai trë kh¸ng Ztd1 |
||||
& |
cña m¹ch h×nh 8-8 cã trÞ sè b»ng v« cïng: |
|
||
vµ Ztd2 |
|
|||
|
& & |
= ∞ |
(17) |
|
|
& |
& |
||
|
Ztd1Ztd2 |
|
|
Ztd1 + Ztd2
§iÒu kiÖn cña ph−¬ng tr×nh (17) còng tøc lµ:
& |
& |
= 0 |
(18) |
Ztd1 |
+ Ztd2 |
Tõ ph−¬ng tr×nh (18) cã x¸c ®Þnh ®−îc phÇn tö cÇn ®o theo c¸c phÇn tö ®· biÕt. Nguån ®iÖn dïng ®Ó cung cÊp cho cÇu ch÷ T còng cã c¸c yªu cÇu gièng nhau nh− nguån cung cÊp cho c©n b»ng kiÓu bèn nh¸nh.
So s¸nh víi cÇu c©n b»ng kiÓu nh¸nh th× cÇu c©n b»ng kiÓu ch÷ T cã −u ®iÓm lµ: gi÷a nguån ®iÖn cung cÊp, ®ång hå chØ thÞ còng nh− trë kh¸ng cÇn ®o cã mét ®iÓm chung nèi ®Êt. Do vËy, vÊn ®Ò bäc kim ë cÇu nµy ®−îc ®¬n gi¶n h¬n, tÇn ®o¹n sö dông cña cÇu nµy do ®ã cã thÓ cao h¬n.
KhuyÕt ®iÓm cña lo¹i nµy lµ giíi h¹n ®o bÞ h¹n chÕ theo trÞ sè cña vËt mÉu, nã kh«ng më réng ®−îc theo quan hÖ tû sè hay tÝch sè cña c¸c nh¸nh cÇu nh− lo¹i cÇu
H×nh 8-9
c©n b»ng bèn nh¸nh.
VÝ dô mét m¹ch cÇu ch÷ T dïng trªn thùc tÕ ®Ó ®o ®iÖn c¶m nh− h×nh 8-9. ë m¹ch nµy C1 lµ tô mÉu m¾c song song víi ®iÖn dung t¹p t¸n cña cuén ®iÖn c¶m cÇn ®o. §iÒu kiÖn c©n b»ng lµ:
|
2 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
R + j |
− |
|
|
|
|
= 0 |
|
|||
ωC |
|
|
+ jωL |
|
|
|||||
ω2C2 r |
x |
+ jωC1 |
(19) |
|||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
C©n b»ng phÇn thùc vµ phÇn ¶o riªng rÏ cña ph−¬ng tr×nh (19) , ta cã:
324
R = |
|
|
|
|
rx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 |
|
|
rx |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
ω |
Lx C |
1 |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
ω |
2 |
Lx |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
+ |
C1 |
|
= |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
rx |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Lx C 1+ |
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ω |
Lx |
Khi ë tÇn sè cao, cã thÓ cho ®iÒu kiÖn :
rx2 <<ω2Lx
Tõ c¸c ph−¬ng tr×nh (20), (21) vµ (22) ta cã:
Lx ≈ |
1 |
|
ω2 (2C + C1 ) |
|
rx ≈ R 4 C1
C
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)
Trong tr−êng hîp C1<<C, th× c¸c c«ng thøc (23) vµ (24) cã thÓ ®¬n gi¶n thµnh:
L |
x |
≈ |
1 |
(25) |
|
|
2ω2C |
||||
|
|
|
|
||
r |
|
≈ R |
(26) |
||
x |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
Nh− vËy, cã thÓ trùc tiÕp kh¾c ®é rx trªn ®iÖn trë mÉu biÕn ®æi ®−îc R vµ kh¾c ®é Lx trªn tô ®iÖn mÉu biÕn ®æi ®−îc C.
TrÞ sè ®iÖn dung t¹p t¸n cña cuén Lx ë ®©y cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc b»ng hai lÇn ®o víi hai trÞ sè C1 kh¸c nhau hay víi hai lÇn ®o cã vµ kh«ng cã tô ®iÖn C1. Tõ sè liÖu ®o ®−îc cña hai lÇn ®o nµy mµ ta tÝnh ®−îc trÞ sè Ctt b¶n th©n cña Lx.
CÇu T nµy cã thÓ dïng ®o ®iÖn c¶m ë cao tÇn tíi tÇn sè 30MHz.
Tãm l¹i, do cÊu t¹o m¹ch ®iÖn cña c¸c lo¹i cÇu, ®Ó khö bá ¶nh h−ëng cña c¸c th«ng sè ®iÖn kh¸ng ký sinh, nªn c¸c cÇu dïng ®Ó ®o trë kh¸ng chñ yÕu chØ dïng ë ®o¹n tÇn sè thÊp (tíi vµi kHz). Còng cã lo¹i víi c¸c c¸ch bäc kim tèt h¬n hay dïng c¸c biÖn ph¸p m¹ch cÇu kÐp ®Ó c©n b»ng c¸c ®iÖn kh¸ng t¹p t¸n, th× cã thÓ dïng ë tÇn sè cao h¬n. VÝ dô cÇu ch÷ T, cÇu vi ph©n... cã thÓ ®o ë tÇn sè cao h¬n 30MHz. Sai sè cña phÐp ®o b»ng ph−¬ng ph¸p cÇu cã thÓ ®¹t ®−îc kho¶ng 1-5%.
325