Các dụng cụ đo thông dụng dùng trong trường phổ thông

I. Ampe kếMột ampe kế là một dụng cụ đo cường độ dòng điện. Tên củadụng cụ đo lường này được đặt theo đơn vị đo cường độ dòng điện làampe
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các dụng cụ đo thông dụng dùng trong trường phổ thôngHồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT0982057418 (ĐHSP Hà Nội) Các dụng cụ đo thông dụng dùng trong trường phổ thông I. Ampekế Một ampe kế là một dụng cụ đo cường độ dòng điện. Tên củadụng cụ đo lường này được đặt theo đơn vị đo cường độ dòng điện làampe. Ampe kế can thiệp mắc nối tiếp với mạch điện. Mọi ampe kế đều tiêu thụ một hiệu điện thế nhỏ nối tiếp trongmạch điện. Ký hiệu ampe kế trong mạch điện là một vòng tròn có ch ữ A ởgiữa và có thể thêm ký hiệu các cực dương và âm hai bên cho dòng điệnmột chiều. Để giảm ảnh hưởng đến mạch điện cần đo, hiệu điện th ế tiêuthụ trong mạch của ampe kế phải càng nhỏ càng tốt. Điều này nghĩa làtrở kháng tương đương của ampe kế trong mạch điện phải rất nhỏ sovới điện trở của mạch. Ampe kế không can thiệp Ampe kế can thiệp có nhược điểm là cần phải được lắp đặt nhưmột thành phần trong mạch điện. Chúng không dùng được cho các mạchđiện đã được chế tạo khó thay đổi. Đối với các mạch điện này, người tacó thể đo đạc từ trường sinh ra bởi dòng điện để suy ra cường đ ộ dòngđiện. Phương pháp đo như vậy không gây ảnh hưởng đến mạch điện,an toàn, nhưng đôi khi độ chính xác không cao bằng phương pháp canthiệp. Đầu dò hiệu ứng Hall Trang 26Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT0982057418 (ĐHSP Hà Nội) Phương pháp đo này sử dụng hiệu ứng Hall tạo ra một hiệu điệnthế tỷ lệ thuận (với hệ số tỷ lệ biết trước) với cường độ dòng điện cầnđo. Hiệu điện thế Hall vH gần như tỷ lệ thuận với cường độ từtrường sinh ra bởi dòng điện, do đó tỷ lệ thuận với cường độ của dòngđiện đó. Chỉ cần cuốn một hoặc vài vòng dây mang dòng điện cần đoquanh một lõi sắt từ của đầu đo là ta có được từ trường đủ để kích thíchhoạt động của đầu đo. Thậm chí đôi khi chỉ cần kẹp lõi sắt c ạnh đ ườngdây là đủ. Sơ đồ mạch điện của một đầu đo cường độ dòng điện sử dụnghiệu ứng Hall. Màu xanh lục: lõi sắt từ, màu đỏ: thanh Hall, màu tím: bộkhuyếch đại điện, màu lam: điện trở. Điện thế ra vM tỷ lệ với cường độdòng điện vào ip Tuy nhiên hiện tượng từ trễ không tuyến tính trong sắt từ có thểlàm giảm độ chính xác của phép đo. Trên thực tế người ta có th ể s ửdụng một mạch điện phản hồi để giữ cho từ thông trong lõi sắt luônxấp xỉ không, giảm thiểu hiệu ứng từ trễ và tăng độ nhạy của đầu đo,như trong hình vẽ. Dòng điện phản hồi iS được chuyển hóa thành hiệuđiện thế ra vS nhờ bộ khuyếch đại điện. Tỷ lệ giữa số vòng cuốn trênlõi sắt từ m (thường trong khoảng từ 1000 đến 10000) cho phép liên hệgiữa dòng cần đo và dòng phản hồi: iS = 1/m · iP. Các ưu điểm: Hiệu điện thế tiêu thụ trên đoạn dây cuốn vào đầu đo chỉ • chừng vài mV. • Hệ thống rất an toàn do được cách điện với mạch điện. • Hệ thống có thể đo dòng điện xoay chiều có tần số từ 0 (tức là điện một chiều) đến 100kHz Hệ thống này cũng được ứng dụng trong vạn năng kế điện tử,hay thậm chí trong dao động kế. Trang 27Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT0982057418 (ĐHSP Hà Nội) Kẹp kế Một kẹp kế đo cường độ dòng điện Trong dòng điện xoay chiều, từ trường biến thiên sinh ra bởi dòngđiện có thể gây cảm ứng điện từ lên một cuộn cảm nằm gần dòng điện.Đây là cơ chế hoạt động của kẹp kế. II.Đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng hay vạn năng kế là một dụng cụ đo lường điệncó nhiều chức năng. Các chức năng cơ bản là ampe kế, vôn kế, và ômkế, ngoài ra có một số đồng hồ còn có thể đo tần số dòng điện, đi ệndung tụ điện, kiểm tra bóng bán dẫn (transitor)... Đồng hồ vạn năng hiển thị kim Trang 28Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT0982057418 (ĐHSP Hà Nội) Bên trong đồng hồ vạn năng thường Loại này ra đời trước và dần bị thay th ể bởi vạn năng k ế đi ện t ử.Bộ phận chính của nó là một Gavanô kế. Nó thường chỉ thực hiện đocác đại lượng điện học cơ bản là cường độ dòng điện, hiệu điện th ế vàđiện trở. Hiển thị kết quả đo được thực hiện bằng kim ch ỉ trên m ộtthước hình cung. Loại này có thể không cần nguồn điện nuôi khi hoạtđộng trong chế độ đo cường độ dòng điện và hiệu điện thế. Đồng hồ vạn năng điện tử Đồng hồ vạn năng điện tử, còn gọi là vạn năng kế điện tử là mộtđồng hồ vạn năng sử dụng các link kiện điện tử chủ động, và do đó cầncó nguồn điện như pin. Đây là loại thông dụng nh ất hiện nay cho nh ữngngười làm công tác kiểm tra điện và điện tử. Kết quả của phép đothường được hiển thị trên một màn tinh thể lỏng nên đồng h ộ còn đ ượcgọi là đồng hồ vạn năng điện tử hiện số. Một vạn năng kế điện tử Trang 29Hồ Tuấn Hùng Dụng cụ đo dùng trong trường THPT0982057418 (ĐHSP Hà Nội) Bên trong một đồng hồ vạn năng điện tử Việc lựa chọn các đơn vị đo, thang đo hay vi chỉnh thường đượctiến hành bằng các nút bấm, hay một công tắc xoay, có nhi ều n ấc, vàviệc cắm dây nối kim đo vào đúng các lỗ. Nhiều vạn năng kế hiện đạicó thể tự động chọn thang đo. Vạn năng kế điện tử còn có thể có các chức năng sau: 1. Kiểm tra nối mạch: máy kêu bíp khi điện trở giữa 2 đầu đo (gần) bằng 0. 2. Hiển thị số thay cho kim chỉ trên thước. 3. Thêm các bộ khuyếch đại điện để đo hiệu điện thế hay cường độ dòng điện nhỏ, và điện trở lớn. 4. Đo độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện. Có ích khi kiểm tra và lắp đặt mạch điện. 5. Kiểm tra diốt và transistor. Có ích cho sửa chữa mạch điện. 6. Hỗ t ...