Chương 3: Đo điện trở
3.1.Đo điện trở bằng vôn-kế và ampe-kế.
3.2.Đo điện trở dùng phương pháp đo điện áp
bằng biến trở.
3.3.Mạch đo điện trở trong ohm kế.
3.4.Cầu Wheatstone đo điện trở.
3.5.Cầu đôi Kelvin.
3.6.Đo điện trở có trị số lớn.
3.7.Xác định chỗ hỏng cách điện dây dẫn bằng
phương pháp mạch vòng.
3.8.Đo điện trở cọc đất.
3.9.Đo điện trở trong V.O.M. điện tử

3.1.Đo điện trở bằng vôn-kế ampe-kế
Hình a: Cách mắc rẻ dài. Hình b: Cách mắc rẻ ngắn.
•
Rẻ dài: Trị số đo R
’
x
= V/I = R
x
+R
a.
.Để kết quả đo
chính xác: R
x
» R
a.
(nội trở ampe-kế).
•

/V
s
= R
x
I/R
s
I, suy ra: R
x
= R
s
.V
Rx
/V
s
.
•
V
Rx
và V
s
được đo bằng phương pháp biến trở.
•
Phương pháp này không phụ thuộc vào dòng I.

3.3.Mạch đo điện trở trong ohm kế
•
Có 2 loại ohm kế: Nối tiếp và song song.
3.3.1.Ohm kế nối tiếp: Mạch đo như hình a. Dòng điện qua cơ
cấu chỉ thị I
m

, I
m
= I
max
/2 (kim ở vị trí giữa thang đo).
•
Thang đo không tuyến tính như hình b .

3.3.2.Ohm kế nối tiếp thực tế
•
Thực tế nguồn E
b
có thể thay đổi,khi R
x
→0, I
m
qua cơ
cấu không bằng I
max
nên mạch đo mắc thêm R
2
.
•
Theo mạch trên ta có: I
b
= E
b
/(R
x
+R

m
•
Do đó mỗi lần cho R
x
→0 điều chỉnh R
2
để có:
I
m
= E
b
(R
2
//R
m
)/ R
1
R
m
= I
max

H.3.6a.Mặt ngoài ohm kế. H.3.6b.Mạch đo điện trở có nhiều tầm
•
Để thay đổi tầm đo ta thay đổi điện trở tầm đo kết hợp
thay đổi nguồn pin cung cấp.
•
Khi thay đổi tầm đo (X1, X10 hoặc X100….) dòng điện
qua cơ cấu đo vẫn bằng nhau nhưng trị số đọc trên
thang đo được nhân với giá trị tầm đo.

Dòng qua cơ cấu đo: I
m
= I
b
(R
m
//R
x
)/R
m
= f(R
x
).
•
Khi R
x
→ 0Ω; I
m
→ 0 (không có dòng qua cơ cấu đo).
•
Khi R
x
→ ∞Ω; I
m
→ I
max
(dòng cực đại cơ cấu đo).
•
Thang đo điện trở không tuyến tính.


S
r
= ∆I
g
/∆R = f(E,S,P,Q):Độ nhạy riêng của cầu.
•
Muốn S
r
lớn E phải đủ lớn (6v, 12v) và P/Q phải
chọn thích hợp.
•
Sai số : ∆R/R = ∆S/S + ∆P/P + ∆Q/Q.
•
Kết quả đo không phụ thuộc vào nguồn E
nhưng muốn việc đo chính xác ta cần cầu có
độ nhạy cao và các điện trở mẫu có sai số bé.

c.Tầm đo của cầu Wheatstone
•
Để kết quả đo chính xác thì giá trị đo phải lớn hơn điện trở tiếp
xúc và dây nối.Như hình trên do ảnh hưởng của dây nối có
điện trở nối giữa S và Q khi đó điện kế G được xem như nối ở
a hoặc b, do đó:
R = (S+Y)P/Q hoặc R = SP/(Q+Y).
•
Thực tế cầu đo được điện trở chính xác nhỏ nhất cở 5Ω, cầu
cũng đo điện trở nhỏ đến 10
-2
Ω, điện trở lớn cở vài MΩ đến
vài trăm MΩ (cách đo đặc biệt).

3.5.Cầu đôi Kelvin
•
Cầu đo điện trở nhỏ chính xác đến 10
-4
Ω.
•
Q: điện trở cần đo; S: điện trở mẫu có trị giá 10
-2
đến
10
-3
Ω; r, R có trị giá 1,10,100Ω; p, P có trị giá từ 0 đến
1KΩ.
•
Khi đo chọn P/r = p/R (P = p và R = r). Khi cầu cân
bằng điện trở dây nối Y được loại bỏ ra kết quả đo:
Q = SP/R = Sp/r.

•
Điện trở 4 đầu:Thực tế cầu đôi
Kelvin dùng điện trở mẫu S có 4
đầu để tránh sai số do sự tiếp
xúc của đầu điện trở với dây dẩn
điện có dòng điện lớn đi qua, do
sự xuất hiện hiệu ứng nhiệt điện
có thể có.Hai đầu dòng điện có
diện tích lớn, còn 2 đầu nhỏ gọi
là đầu thế, giá trị điện trở được
tính ở 2 đầu này và không có
điện áp rơi trên đầu thế này do

Thông thường điện trở cách điện của thiết bị phải
đạt trị giá tối thiểu là 1 megohm đối với điện áp sử
dụng là 100v, điện áp càng lớn điện trở cách điện
đòi hỏi càng lớn.

3.6.1.Đo điện trở lớn dùng vôn kế+microampe-kế
•
H.a) Dòng rỉ bề mặt I
s
H.b) Có vòng dây bảo vệ
•
Khi đo dòng đi vào dây dẫn thì sẽ có 2 dòng điện đi qua
microampe-kế, đó là I
v
đi qua lớp cách điện của vỏ bọc, dòng I
s

đi qua bề mặt của dây dẩn và lớp cách điện. Để tránh ảnh
hưởng của R
s
bằng cách loại bỏ I
s
qua microampe-kế ta dùng
vòng dây bảo vệ bằng dây dẩn điện không có vỏ bọc cách điện
quấn quanh lớp vỏ cách điện và nối trước microampe-kế.

3.6.2.Đo điện trở lớn dùng cầu
Wheatstone
a)Cầu Wheatstone đo điện trở cách điện. b)Mạch tương đương
•

+r
2
).
•
Ta có: I
1
/I
2
= (R
x
+R
2
+r
2
)/(R
1
+r
1
) = K(θ
i
): là 1 hàm theo θ
i
.
Khi R
x
→∞;I
2
→ 0: Kim lệch tối đa về phía trái thang đo có trị số ∞.
Khi R
x


3.7.Xác định chỗ hỏng cách điện của
dây dẫn bằng ph. ph. mạch vòng
3.7.1Mạch vòng Murray: Như hình trên, khi cầu cân bằng:
R
2
/R
1
= (R
a
+R
b
-R
x
)/R
x
, vậy:
R
x
= R
1
(R
a
+R
b
)/(R
1
+R
2
) .Nếu đoạn dây R

ρ/A); L
x
= R
1
.2L/(R
1
+R
2
)3.7.2.Mạch vòng Varley
•
Được cải tiến từ cầu Murray.Nối 2 đầu dây dẫn, khoá
S ở vị trí a điều chỉnh R
3
để cho cầu cân bằng:R
2
/R
1
=
(R
a
+R
b
)/R
3
. Suy ra: R
a
+R

= (R
1
(R
a
+R
b
)-R
2
R
’
3
)/(R
1
+R
2
).

3.8.Đo điện trở cọc đất
3.8.1Khái niệm về cọc đất: Cọc đất được cấu tạo bởi
thanh kim loại thường bằng đồng, một đầu được vót
nhọn để dể đóng xuống đất, chiều dài thanh từ 4 đến
6 tấc, đường kính khoảng 10mm. Điện trở cọc đất R
cđ

gồm 2 phần : điện trở vật liệu làm cọc đất thường rất
nhỏ so với điện trở tiếp xúc của cọc đất, chính thành
phần thứ 2 này nó quyết định trị giá của điện trở cọc
đất. Điện trở cọc đất phụ thuộc vào điều kiện môi
trường xung quanh, thành phần của đất.
•

, sau đó lần lượt đo điện trở của 2 cọc P và C:
R
P
+R
C
= V
1
/I
2
, tương tự điện trở 2 cọc C và A: R
C
+R
A
= V
3
/I
3
.
Sau đó giải hệ phương trình ta xác định được R
A
, R
P
, R
C
.
Phương pháp này cho kết quả chính xác hơn ph. ph. trực tiếp.

2.Dùng cầu Kohlrausch
•
Đây là dạng cầu