Xem mẫu
- C¶m biÕn tù c¶m ®¬n gåm mét cuén d©y quÊn trªn lâi thÐp cè ®Þnh (phÇn tÜnh)
vµ mét lâi thÐp cã thÓ di ®éng d−íi t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o (phÇn ®éng), gi÷a
phÇn tÜnh vµ phÇn ®éng cã khe hë kh«ng khÝ t¹o nªn mét m¹ch tõ hë.
S¬ ®å h×nh 4.6a: d−íi t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o XV, phÇn øng cña c¶m biÕn di
chuyÓn, khe hë kh«ng khÝ δ trong m¹ch tõ thay ®æi, lµm cho tõ trë cña m¹ch tõ biÕn
thiªn, do ®ã hÖ sè tù c¶m vµ tæng trë cña cuén d©y thay ®æi theo.
S¬ ®å h×nh 4.6b: khi phÇn øng quay, tiÕt diÖn khe hë kh«ng khÝ thay ®æi, lµm
cho tõ trë cña m¹ch tõ biÕn thiªn, do ®ã hÖ sè tù c¶m vµ tæng trë cña cuén d©y thay
®æi theo.
HÖ sè tù c¶m cña cuén d©y còng cã thÓ thay ®æi do thay ®æi tæn hao sinh ra
bëi dßng ®iÖn xo¸y khi tÊm s¾t tõ dÞch chuyÓn d−íi t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o Xv
(h×nh 4.6c).
NÕu bá qua ®iÖn trë cña cuén d©y vµ tõ trë cña lâi thÐp ta cã:
W 2 W 2µ 0s
L= =
δ
Rδ
Trong ®ã:
W- sè vßng d©y.
δ
Rδ = - tõ trë cña khe hë kh«ng khÝ.
µ0s
δ - chiÒu dµi khe hë kh«ng khÝ.
s - tiÕt diÖn thùc cña khe hë kh«ng khÝ.
Tr−êng hîp W = const ta cã:
∂L ∂L
dL = ds + dδ
∂s ∂δ
Víi l−îng thay ®æi h÷u h¹n ∆δ vµ ∆s ta cã:
W 2µ0 W 2 µ 0s0
∆L = ∆s − ∆δ (4.4)
(δ 0 + ∆δ)2
δ0
§é nh¹y cña c¶m biÕn tù c¶m khi khe hë kh«ng khÝ thay ®æi (s=const):
∆L L0
Sδ = =− (4.5)
∆δ 2
⎡ ⎛ ∆δ ⎞⎤
δ 0 ⎢1 + ⎜ ⎟⎥
⎜⎟
⎣ ⎝ δ 0 ⎠⎦
§é nh¹y cña c¶m biÕn tù c¶m khi thay ®æi tiÕt diÖn kh«ng khÝ (δ = const):
- 76 -
- ∆L L 0
Ss = = (4.6)
∆s s 0
Tæng trë cña c¶m biÕn:
ωW 2 µ 0 s
Z = ωL = (4.7)
δ
Tõ c«ng thøc (4.7) ta thÊy tæng trë Z cña c¶m biÕn lµ hµm tuyÕn tÝnh víi tiÕt diÖn
khe hë kh«ng khÝ s vµ phi tuyÕn víi chiÒu dµi khe hë kh«ng khÝ δ.
Z, L
L = f(∆δ)
Z5000Hz = f(∆δ)
Z500Hz = f(∆δ)
∆δ
H×nh 4.7 Sù phô thuéc gi÷a L, Z víi chiÒu dµy khe hë kh«ng khÝ δ
§Æc tÝnh cña c¶m biÕn tù c¶m ®¬n Z = f(∆δ) lµ hµm phi tuyÕn vµ phô thuéc tÇn
sè nguån kÝch thÝch, tÇn sè nguån kÝch thÝch cµng cao th× ®é nh¹y cña c¶m biÕn
cµng cao (h×nh 4.7).
- C¶m biÕn tù c¶m kÐp l¾p theo kiÓu vi sai: §Ó t¨ng ®é nh¹y cña c¶m biÕn vµ t¨ng
®o¹n ®Æc tÝnh tuyÕn tÝnh ng−êi ta th−êng dïng c¶m biÕn tù c¶m kÐp m¾c theo kiÓu vi
sai (h×nh 4.8).
XV
XV
XV
b)
a) c)
H×nh 4.8 C¶m biÕn tù c¶m kÐp m¾c theo kiÓu vi sai
§Æc tÝnh cña c¶m biÕn tù c¶m kÐp vi sai cã d¹ng nh− h×nh 4.9.
- 77 -
- L
L1 = f(δ)
L1 - L2 = f(δ)
δ
L2 = f(δ)
H×nh 4.9 §Æc tÝnh cña c¶m biÕn tù c¶m kÐp l¾p vi sai
b) C¶m biÕn tù c¶m cã lâi tõ di ®éng
C¶m biÕn gåm mét cuén d©y bªn trong cã lâi tõ di ®éng ®−îc (h×nh 4.10).
1
2
XV
l0 lf
l
H×nh 4.10 S¬ ®å nguyªn lý c¶m biÕn tù c¶m cã lâi tõ
1) Cuén d©y 2) Lâi tõ
D−íi t¸c ®éng cña ®¹i l−îng ®o XV, lâi tõ dÞch chuyÓn lµm cho ®é dµi lf cña lâi
tõ n»m trong cuén d©y thay ®æi, kÐo theo sù thay ®æi hÖ sè tù c¶m L cña cuén d©y.
Sù phô thuéc cña L vµo lf lµ hµm kh«ng tuyÕn tÝnh, tuy nhiªn cã thÓ c¶i thiÖn b»ng
c¸ch ghÐp hai cuén d©y ®ång d¹ng vµo hai nh¸nh kÒ s¸t nhau cña mét cÇu ®iÖn trë
cã chung mét lâi s¾t.
4.3.2. C¶m biÕn hç c¶m
CÊu t¹o cña c¶m biÕn hç c¶m t−¬ng tù c¶m biÕn tù c¶m chØ kh¸c ë chç cã thªm
mét cuén d©y ®o (h×nh 4.11).
Trong c¸c c¶m biÕn ®¬n khi chiÒu dµi khe hë kh«ng khÝ (h×nh 4.11a) hoÆc tiÕt
diÖn khe kh«ng khÝ thay ®æi (h×nh 4.11b) hoÆc tæn hao do dßng ®iÖn xo¸y thay ®æi
(h×nh 4.11c) sÏ lµm cho tõ th«ng cña m¹ch tõ biÕn thiªn kÐo theo suÊt ®iÖn ®éng e
trong cuén ®o thay ®æi.
- C¶m biÕn ®¬n cã khe hë kh«ng khÝ:
- 78 -
- iW1 iW1µ 0 s
Φt = =
Tõ th«ng tøc thêi:
δ
Rδ
i - gi¸ trÞ dßng ®iÖn tøc thêi trong cuén d©y kÝch thÝch W1.
~ 4
1 1
3 1 2 XV
XV
3
3
4
2
4 ~
b)
4
a) c)
~ XV
~
XV
XV
φ1 φ2
~ ~
~
e)
d) ®)
H×nh 4.11 C¶m biÕn hç c¶m
1) Cuén s¬ cÊp 2) G«ng tõ 3) lâi tõ di ®éng 4) Cuén thø cÊp (cuén ®o)
Søc ®iÖn ®éng c¶m øng trong cuén d©y ®o W2:
dΦ t W W µ s di
e = − W2 =− 2 1 0 .
δ
dt dt
W2 - sè vßng d©y cña cuén d©y ®o.
Khi lµm viÖc víi dßng xoay chiÒu i = I m sin ωt , ta cã:
W2 W1µ 0 s
e=− ωI m cos ωt
δ
vµ gi¸ trÞ hiÖu dông cña suÊt ®iÖn ®éng:
W2 W1µ 0 s s
E=− ωI = k
δ δ
I - gi¸ trÞ hiÖu dông cña dßng ®iÖn, k = W2 W1µ 0 ωI .
Víi c¸c gi¸ trÞ W2, W1, µ0, ω vµ I lµ h»ng sè, ta cã:
∂E ∂E
dE = ds + dδ
∂s ∂δ
- 79 -
- ∆s ∆δ
∆E = k − ks
Hay (4.8)
(δ 0 + ∆δ)2
∂0
§é nh¹y cña c¶m biÕn víi sù thay ®æi cña chiÒu dµi khe hë kh«ng khÝ δ (s = const):
∆E E0
ks
Sδ = =− = (4.9)
∆δ 2 2
2⎛ ∆δ ⎞ ⎛ ∆δ ⎞
δ 0 ⎜1 + ⎟ δ 0 ⎜1 + ⎟
⎜ δ0 ⎟ ⎜ δ0 ⎟
⎝ ⎠ ⎝ ⎠
Cßn ®é nh¹y khi tiÕt diÖn khe hë kh«ng khÝ s thay ®æi (δ = const):
∆E k E 0
SS = = = (4.10)
∆s δ 0 s 0
ks 0
E0 = - søc ®iÖn ®éng hç c¶m ban ®Çu trong cuén ®o W2 khi XV = 0.
δ0
Ta nhËn thÊy c«ng thøc x¸c ®Þnh ®é nh¹y cña c¶m biÕn hç c¶m cã d¹ng t−¬ng
tù nh− c¶m biÕn tù c¶m chØ kh¸c nhau ë gi¸ trÞ cña E0 vµ L0. §é nh¹y cña c¶m biÕn
hç c¶m Sδ vµ SS còng t¨ng khi tÇn sè nguån cung cÊp t¨ng.
- C¶m biÕn vi sai: ®Ó t¨ng ®é nh¹y vµ ®é tuyÕn tÝnh cña ®Æc tÝnh c¶m biÕn ng−êi
ta m¾c c¶m biÕn theo s¬ ®å vi sai (h×nh 4.11d,®,e). Khi m¾c vi sai ®é nh¹y cña c¶m
biÕn t¨ng gÊp ®«i vµ ph¹m vi lµm viÖc tuyÕn tÝnh më réng ®¸ng kÓ.
- BiÕn thÕ vi sai cã lâi tõ: gåm bèn cuén d©y ghÐp ®ång trôc t¹o thµnh hai c¶m
biÕn ®¬n ®èi xøng, bªn trong cã lâi tõ di ®éng ®−îc (h×nh 4.12). C¸c cuén thø cÊp
®−îc nèi ng−îc víi nhau sao cho suÊt ®iÖn ®éng trong chóng triÖt tiªu lÉn nhau.
2 2
3
1
~ ~
H×nh 4.12 C¶m biÕn hç c¶m vi sai
1) Cuén s¬ cÊp 2) Cuén thø cÊp 3) Lâi tõ
VÒ nguyªn t¾c, khi lâi tõ ë vÞ trÝ trung gian, ®iÖn ¸p ®o Vm ë ®Çu ra hai cuén
thø cÊp b»ng kh«ng. Khi lâi tõ dÞch chuyÓn, lµm thay ®æi mèi quan hÖ gi÷a cuén s¬
cÊp víi c¸c cuén thø cÊp, tøc lµ lµm thay ®æi hÖ sè hç c¶m gi÷a cuén s¬ cÊp víi c¸c
- 80 -
nguon tai.lieu . vn
