Hiệu chuẩn ampe kế, vôn kế và oát kế bằng chiết áp

Chúng ta biết rằng điện áp, dòng điện và công suất được đo bằng vôn, ampe và, watt và vôn kế, ampe kế và oát kế được sử dụng để đo các thông số này. Mặc dù các dụng cụ đo lường này được sản xuất cẩn thận, chúng vẫn có thể đưa ra kết quả đọc lỗi ở cuối khách hàng. Vì vậy, các dụng cụ này được hiệu chỉnh để giảm thiểu sai số. Ở đây trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích cách hiệu chỉnh Vôn kế, Ampe kế và Watt kế bằng chiết áp.

Trước khi đi vào chi tiết, trước tiên chúng ta hãy thảo luận về khái niệm quan trọng được sử dụng trong bài viết này.

Nếu ta mắc song song hai nguồn điện áp có cùng giá trị như hình bên dưới thì giữa chúng sẽ không có dòng điện chạy qua. Điều này là do giá trị tiềm năng của cả hai nguồn là như nhau và không nguồn nào có thể đẩy điện tích sang nguồn kia. Vì vậy trong mạch điện kế không có biểu hiện lệch.

Chúng ta sẽ sử dụng hiện tượng cân bằng hai nguồn điện áp tương tự trong quá trình hiệu chỉnh.

Hiệu chuẩn chiết áp

Hình trên cho thấy sơ đồ mạch để hiệu chuẩn chiết áp.

Trong hình, một tế bào tiêu chuẩn có điện áp 1,50V được sử dụng không tạo ra dao động điện áp ngay cả bằng milivôn khi tải. Loại nguồn ổn định này cần thiết cho việc hiệu chỉnh chiết áp mà không bị lỗi.

Thang đo dẫn điện được chia tỷ lệ chính xác để tránh đọc sai trong quá trình đo. Thang đo dẫn điện cũng có bề mặt nhẵn với các kích thước được cắt sạch để phân bố điện trở đồng đều dọc theo chiều dài của nó.

Bộ lưu biến có mặt để điều chỉnh dòng điện trong vòng mạch và do đó chúng ta có thể điều chỉnh độ sụt điện áp trên một đơn vị chiều dài dọc theo thang đo dẫn điện. Một điện kế cũng được kết nối ở đây để hình dung sự đào thoát xảy ra trong trường hợp dòng điện giữa vòng lặp tế bào tiêu chuẩn và vòng quy mô dẫn điện. EMF chưa biết ở đây được kết nối với điện kế để đo sau khi hiệu chuẩn chiết áp.

Đang làm việc:

Đầu tiên, BẬT nguồn và điều chỉnh bộ biến trở để cho phép dòng điện vài trăm miliampe chạy trong vòng mạch chính. Bởi vì thang đo dẫn điện cũng nằm trong vòng lặp chính nên cùng một dòng điện chạy qua nó tạo ra sự sụt giảm điện áp. Mặc dù điện áp giảm xuất hiện trên thang kim loại sẽ được phân bố đồng đều dọc theo cơ thể của nó.

Sau khi xuất hiện sụt áp dọc theo thang dẫn điện, nếu ta lấy tiếp điểm trượt và chuyển động dọc theo thang kim loại từ 0 thì dòng điện chạy từ mạch thứ cấp sang mạch sơ cấp do mạch mất cân bằng. Và khi tiếp điểm trượt di chuyển xa hơn từ 0, cường độ của dòng điện này giảm. Điều này là do, khi diện tích tiếp xúc tăng lên, điện áp giảm trên diện tích được chia tỷ lệ sẽ gần bằng điện áp của ô tiêu chuẩn. Vì vậy tại một thời điểm nhất định, điện áp rơi trên diện tích được chia tỷ lệ sẽ bằng điện áp của ô tiêu chuẩn và tại thời điểm đó, sẽ không có dòng điện chạy giữa hai mạch.

Bây giờ một điện kế được kết nối trong mạch thứ cấp, nó sẽ hiển thị độ lệch trên màn hình của nó do dòng điện và dòng điện cao hơn sẽ là độ lệch. Dựa trên điều này, điện kế sẽ không hiển thị sai lệch chỉ khi cả hai mạch được cân bằng và đây là trạng thái mà chúng tôi sẽ cố gắng đạt được để hiệu chỉnh chiết áp.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy xem mạch điện dưới đây cho thấy trạng thái cân bằng.

Nếu chúng ta giả sử điện trở của phần tiếp xúc kim loại dài từ 0 đến 100 cm là 'R', thì điện áp rơi trên toàn bộ phần tiếp xúc bằng kim loại có chiều dài 100 cm là V = IR. Vì chúng tôi giả định là một mạch cân bằng, điện áp giảm 'V' này phải bằng điện áp của ô tiêu chuẩn và sẽ không có độ lệch trong việc đọc điện kế.

Bây giờ bằng cách đo độ dài chính xác này mà tại đó điện kế hiển thị số 0, chúng ta có thể hiệu chỉnh thang đo chiết áp dựa trên giá trị điện áp chuẩn của tế bào.

Vậy chiều dài 1cm của thang giữ = 1,5v / 100cm = 0,005V = 5mV.

Sau khi biết độ sụt điện áp trên một cm trong thang đo chiết áp, nối hiệu điện thế chưa biết vào mạch thứ cấp và trượt tiếp điểm để đo độ dài mà ta sẽ có độ lệch bằng không. Sau khi biết độ dài của thang đo mà tại đó sự cân bằng diễn ra, chúng ta có thể đo giá trị của EMF chưa biết là, V = (chiều dài tiếp xúc) x (5mV).

Các ứng dụng của chiết áp

Ngoài việc đo điện áp chưa biết, chiết áp cũng có thể được sử dụng để đo dòng điện và công suất, nó chỉ cần một vài thành phần phụ để đo chúng.

Ngoài đo điện áp, dòng điện và công suất, chiết áp chủ yếu được sử dụng để hiệu chuẩn vôn kế, ampe kế và oát kế. Ngoài ra, vì chiết áp là một thiết bị DC, các dụng cụ được hiệu chuẩn phải là loại bàn ủi chuyển động DC hoặc loại máy đo điện động lực.

Hiệu chuẩn Vôn kế bằng Potentiometer

Trong mạch, thành phần quan trọng nhất cho quá trình hiệu chuẩn là nguồn điện áp DC ổn định phù hợp. Điều này là do bất kỳ sự dao động nào trong điện áp nguồn cung cấp sẽ gây ra lỗi trong hiệu chuẩn vôn kế, do đó dẫn đến thất bại toàn bộ thí nghiệm. Vì vậy, tế bào điện áp tiêu chuẩn có giá trị đầu cuối ổn định được lấy làm nguồn và kết nối song song với vôn kế cần được hiệu chuẩn. Hai bình cắt 'RV1' và 'RV2' được sử dụng để điều chỉnh điện áp xuất hiện trên vôn kế như thể hiện trong hình.

Một hộp tỷ số điện áp cũng được mắc song song với vôn kế để phân chia hiệu điện thế trên vôn kế và nhận giá trị thích hợp thích hợp để nối biến trở.

Với toàn bộ thiết lập đã sẵn sàng, chúng tôi đã sẵn sàng để kiểm tra độ chính xác của vôn kế. Vì vậy, để bắt đầu, chỉ cần cung cấp năng lượng cho mạch để có số đọc trên vôn kế và một hiệu điện thế chưa biết ở đầu ra hộp tỷ số điện áp. Bây giờ chúng ta sẽ sử dụng một chiết áp đã hiệu chỉnh để đo điện áp chưa biết này.

Sau khi có số đọc của chiết áp, hãy kiểm tra xem số đọc của chiết áp có khớp với số đọc của vôn kế hay không. Vì chiết áp đo giá trị thực của điện áp, nếu số đọc của chiết áp không khớp với số đọc của vôn kế, thì lỗi âm hoặc dương được chỉ ra. Và để hiệu chỉnh, một đường cong hiệu chuẩn có thể được vẽ với sự trợ giúp của các số đọc của vôn kế và chiết áp.

Ngoài ra, để chính xác các phép đo, cần phải đo điện áp gần phạm vi tối đa của chiết áp càng xa càng tốt.

Hiệu chuẩn Ampe kế bằng Potentiometer

Như đã đề cập ở trên, chúng tôi sẽ sử dụng điện áp cung cấp DC ổn định phù hợp để tránh các lỗi trong hiệu chuẩn không tạo ra dao động điện áp trong toàn bộ thí nghiệm. Một bộ lưu biến được sử dụng để điều chỉnh cường độ của dòng điện chạy qua toàn bộ mạch. Ngoài ra, một điện trở tiêu chuẩn 'R' có giá trị phù hợp với khả năng mang dòng điện đủ lớn được đặt nối tiếp với ampe kế (đang được hiệu chuẩn) để nhận được thông số điện áp liên quan đến dòng điện chạy trong mạch.

Bây giờ sau khi nguồn được BẬT, một dòng điện 'I' chạy qua toàn bộ mạch và với số đọc dòng điện này sẽ được tạo ra bởi ampe kế có trong vòng lặp. Ngoài ra, sự sụt giảm điện áp sẽ xảy ra trên điện trở tiêu chuẩn 'R' do dòng điện này.

Bây giờ chúng ta sẽ sử dụng một chiết áp để đo điện áp trên điện trở tiêu chuẩn và sau đó sử dụng định luật ohms để tính dòng điện qua điện trở tiêu chuẩn.

Đó là dòng điện I = V / R Trong đó V = điện áp trên điện trở tiêu chuẩn được đo bằng chiết áp, Và R = điện trở của điện trở tiêu chuẩn.

Vì chúng ta đang sử dụng điện trở tiêu chuẩn, điện trở sẽ được biết chính xác và điện áp trên điện trở tiêu chuẩn được đo bằng chiết áp. Giá trị được tính toán sẽ là giá trị chính xác của dòng điện chạy qua vòng lặp. Sau đó so sánh giá trị tính được này với số đọc của ampe kế để kiểm tra độ chính xác của ampe kế. Nếu có bất kỳ sai sót nào, chúng ta có thể thực hiện các điều chỉnh cần thiết đối với ampe kế để khắc phục các sai sót.

Hiệu chuẩn Wattmeter bằng Potentiometer

Như đã đề cập ở trên để quá trình hiệu chuẩn chính xác, chúng ta sẽ sử dụng hai nguồn điện áp DC ổn định phù hợp làm nguồn. Thông thường, nguồn điện áp thấp được mắc nối tiếp với cuộn dây hiện tại của watt kế và nguồn điện áp vừa phải được nối với cuộn dây tiềm năng của wattmeter. Một biến trở trong mạch trên cùng được sử dụng để điều chỉnh độ lớn của dòng điện chạy qua cuộn dây hiện tại và nồi cắt ở mạch dưới cùng được sử dụng để điều chỉnh điện áp trên cuộn dây tiềm năng.

Hãy nhớ rằng một chậu cắt được ưu tiên để điều chỉnh điện áp và bộ lưu biến được ưu tiên để điều chỉnh dòng điện trong mạch.

Ngoài ra, điện trở tiêu chuẩn 'R' có giá trị phù hợp và khả năng mang dòng điện đủ lớn được đặt nối tiếp với cuộn dây hiện tại của watt kế. Và điện trở tiêu chuẩn này sẽ tạo ra điện áp giảm trên nó khi dòng điện chạy trong mạch cuộn dây hiện tại.

Sau khi nguồn được BẬT, chúng ta sẽ nhận được hai giá trị điện áp chưa biết, một ở đầu ra của bộ chia điện áp và một ở trên điện trở tiêu chuẩn 'R'. Bây giờ nếu một chiết áp được sử dụng để đo điện áp trên điện trở tiêu chuẩn thì chúng ta có thể sử dụng định luật ohms để tính dòng điện qua điện trở tiêu chuẩn. Vì cuộn dòng mắc nối tiếp với điện trở tiêu chuẩn nên giá trị tính toán cũng đại diện cho dòng điện đi qua cuộn dòng. Theo cách tương tự, sử dụng chiết áp lần thứ hai để đo điện áp trên cuộn thế của watt kế.

Bây giờ chúng ta đã đo dòng điện qua cuộn dây hiện tại và điện áp qua cuộn dây tiềm năng bằng chiết áp, chúng ta có thể tính toán công suất như

Công suất P = Đọc điện áp x Giá trị hiện tại.

Sau khi tính toán chúng ta có thể so sánh giá trị đã tính toán này với số đọc của wattmeter để kiểm tra lỗi. Khi các lỗi được tìm thấy, hãy thực hiện các điều chỉnh cần thiết đối với wattmeter để điều chỉnh các lỗi.

Đây là cách một chiết áp có thể được sử dụng để hiệu chỉnh Vôn kế, Ampe kế và oát kế để có số đọc chính xác.