 Khái niệm chung
 Các dụng cụ đo dòng điện
 Đo dòng điện nhỏ
 Đo dòng điện lớn


 Do dòng là phép đo rất hay gặp trong kĩ thuật điện
 Dòng điện đo có phạm vi rộng 10-9 A đến 107 A.

 Các phép đo dòng điện: đo trực tiếp, đo gián tiếp, so sánh…
 Dòng điện có các dạng cơ bản sau


 Các dạng dòng điện xoay chiều

• Dòng điện tức thời

• Dòng điện hiệu dụng

• Dòng điện trung bình


 Sai số phụ do quá trình đo lường

Trong đó: I – dòng điện qua tải trước khi mắc ampe kế
IA – số chỉ ampe kế

 Công suất tiêu thụ trong mạch ampemet


công suất tiêu thụ trên ampe kế càng nhỏ cảng tốt,
điện trở càng nhỏ càng tốt.


 Sóng hài trong đo dòng điện

 Thành phần dao động điện từ bậc cao hơn tần số cơ bản
 Gây nên tổn thất sắt từ , gây nhiễu, giảm công suất thiết bị so với

định mức, gây ra các dao động cơ học làm hỏng thiết bị

 Xét sóng hài gây ra trong một số thiết bị
 Đối với động cơ:

Với I1, … In : các thành phần dòng điện hài
 Tổn thất động cơ:
 Đối với máy biến áp
 Đối với tụ điện


 Phân tích sóng hài :

 Dòng điện tuần hoàn không sin sẽ phân tích được thành tổng

các thành phần bậc cao:
 Nguyên lý đo sóng hài: đo dòng điện tổng, dùng phân tích
Fourrier để xác định ngược lại biên độ hay giá trị trung bình
của các thành phần.

 Ảnh hưởng sóng hài đến phép đo dòng điện

 Hệ số méo dòng điện (THD)

 Sai số do sóng hài bậc cao xâm nhập vào tổng trở điện cảm


 Sơ đồ mắc và một số loại ampe mét


 Ampe mét một chiều – Điện trở Shunt
 Ampe mét một chiều có dòng qua nhỏ

0,1 ÷ 0,2 A
 Để mở rộng thang đo, ta mắc thêm
điện trở Shunt như hình vẽ
Rg
Rs 
n 1

n: hệ số mở rộng thang đo
 Với ampe mét có I<30A, điện trở
Shunt đặt trong vỏ ampe mét
 Với ampe mét có I>30A, điện trỏ
Shunt đặt ngoài vỏ ampe mét

I

Ict

rct
Is


Rs


 Bài tập 1:

 Một ampe-kế dùng cơ cấu đo từ điện có điện trở cơ cấu đo Rm

= 99 Ω và dòng làm lệch tối đa Imax=0.1mA. Điện trở Shunt
Rs=1 Ω.
 Tính dòng điện tổng cộng đi qua ampe kế trong các trường hợp
• Kim lệch tối da
• 0,5Dm


 Điện trở Shunt

 Mở rộng nhiều thang đo  mắc nhiều điện trở Shunt nối

tiếp/song song với nhau

Mắc song song: thuận lợi cho việc sửa chữa, hiệu chỉnh giá trị các shunt.
Nhưng số điện trở tăng lên.
Mặt khác khi chuyển mạch tiếp xúc xấu hoặc không tiếp xúc các shunt bị loại
khỏi mạch, gây ngắn mạch, hỏng thiết bị


 Bài tập 2:

 Một cơ cấu từ điện có 3 điện trở Shunt được mắc theo kiểu


Shunt ayrton sử dụng làm ampe kế với mạch đo như hình
vẽ
 R1=0.05Ω , R2=0.45Ω , R3=4,5Ω
 Rm = 1kΩ , Imax = 50μA
 Tính các trị số tầm đo của ampe kế


 Bài tập 3:

 Một cơ cấu từ điện có Rm = 1kΩ , Imax = 0.1mA. Tính các

điện trở Shunt được sử dụng trong 2 cách mắc nối tiếp và
song song, để tạo ampe mét có 3 tầm đo tương ứng là 50mA
, 100mA , 1A.


 Các loại điện trở Shunt trong kĩ thuật


 Sai số do nhiệt độ

 Cuộn dây trong dụng cụ đo được quấn bằng dây đồng mảnh,

điện trở của nó có thể thay đổi theo nhiệt độ
 I chạy qua cuộn dây  nung nóng dây  Rd thay đổi  Sai số
phép đo dòng điện
 Khắc phục: mắc Rbù bằng Mn hoặc Constantan với cuộn dây.
 Nếu Rbù = 9Rdây  RA = 10.Rdây
 Khi Rdây thay đổi 1%  RA thay


đổi 0,1%


 Ampe mét xoay chiều

 Đo dòng xoay chiều miền tần số công nghiệp  ampemet từ điện

chỉnh lưu, ampemet điện từ, và ampemet điện động.

 Ampe mét điện từ:

 Dựa trên cơ cấu chỉ thị điện từ, mỗi ampe kế được chế tạo có số

ampe vòng nhất định (I.W = const)
 Để mở rộng thang đo  thay đổi cách mắc dây
 dùng bộ biến áp dòng điện
• Mở rộng thang đo thỏa mãn :
I.W = const
• Ampe mét nhiều thang đo : thay
đổi cách mắc dây nối tiếp hoặc
song song.


 Ampe mét điện động

 Đo dòng ở tần số 400Hz hoặc lớn hơn, độ chính xác cao (0,5 – 0,2)
 Khi dòng điện đo nhỏ hơn 0,5A người ta mắc nối tiếp cuộn tĩnh và

cuộn động còn khi dòng lớn hơn 0,5A thì mắc song song


Các điện trở và cuộn dây (L3, R3) , (L4, R4) là để bù sai số do nhiệt và sai số do
tần số


 Ampe mét chỉnh lưu

 Dụng cụ đo dòng xoay chiều kết hợp giữa cơ cấu chỉ thị từ điện

và mạch chỉnh lưu diode
 ampe kế chỉnh lưu có độ chính xác không cao (từ 1 tới 1,5) do
hệ số chỉnh lưu thay đổi theo nhiệt độ và thay đổi theo tần số
 Dòng điện chỉnh lưu
: chỉnh lưu nửa chu kì

: chỉnh lưu 2 nửa chu kì


 Ampe mét chỉnh lưu
I tb  0,637.I p

I rms 

Ip

 Mở rộng thang đo cho ampe
mét dùng điện trở Shunt
 Dòng làm lệch kim quay là

2


 0.707.I p

dòng chỉnh lưu trung bình
 Dòng hiển thị trên ampe kế là
giá trị hiệu dụng

I rms  1,11.I tb


Cho Rm = 1k và Imax = 100µA. Hãy xác định giá trị điện trở

R1, R2, R3 biết rằng ở tầm đo A dòng điện tối đa qua cơ cấu đo

là 1mA, tầm đo B dòng điện tối đa qua cơ cấu đo là 5mA và
tầm đo C dòng điện tối đa qua cơ cấu đo 10mA. Biết UD = 0.6V.


 Mở rộng thang đo dùng biến dòng

• Cuộn sơ cấp biến dòng có W1 nhỏ
 I2 = I1 /W2
• Dòng qua ampe mét nhỏ hơn rất nhiều so với dòng tải


 Máy biến dòng (CT hoặc BI )

 Máy biến dòng thường có cấp chính xác: 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 3 ; 10
 Trạng thái không tải của biến dòng là ngắn mạch thứ cấp
 Dòng ra thứ cấp định mức: 1A, 5A, 10A

 Quy ước máy biến dòng: 100A/5A


 Ampe mét nhiệt điện

 dụng cụ kết hợp giữa chỉ thị từ điện và cặp nhiệt điện

 Khi có dòng xoay chiều đi qua nhiệt điện trở làm điện trở bị

đốt nóng  làm nóng đầu công tác của cặp nhiệt ngẫu  đầu
tự do sẽ xuất hiện sức điện động

 Sức điện động Et tạo ra trên cơ cấu từ điện góc quay α


 Ampe kế dùng hiệu ứng Hall

 Tạo ra hiệu điện thế tỉ lệ với dòng điện cần đo

 Dòng điện phản hồi iS được chuyển hóa thành hiệu điện thế ra vS nhờ

bộ khuếch đại điện.
 Tỷ lệ giữa số vòng cuốn trên lõi sắt từ m ( khoảng 1000 - 10000) cho
phép liên hệ giữa dòng cần đo và dòng phản hồi: iS = 1/m · iP

Ưu điểm: - Hiệu điện thế trên cuộn dây quấn vào đầu đo nhỏ
- Đo dòng xoay chiều có tần số 0 – 100KHz
- Hệ thống an toàn do cách điện với mạch điện



 Dòng điện nhỏ Ix << ICT , thường trong khoảng 10-5 ÷ 10-10 A

 Dụng cụ đo dòng nhỏ: điện kế cơ điện, điện lượng kế, các dụng cụ

điện tử có KĐ xoay chiều, chỉnh lưu… kết hợp với chỉ thị cơ điện

 Điện kế từ điện có khung quay
 Đo dòng rất nhỏ, có độ nhạy cao

 Góc quay kim tỉ lệ với dòng điện:  

B.S .W
I
D

 Nâng cao độ nhạy:
• Tăng B: dùng nam châm kích thước lớn
• Giảm hệ số xoắn của lò xo: dùng dây treo
mảnh
• Dùng hệ thống quang học để tăng khoảng
cách từ bộ phận động đến thang chia độ.