Bài thuyết trình:
Đo độ di pha bằng phương pháp đo
điện áp.
I. Khái niệm độ di pha
Khái niệm về pha được gắn liền với khái niệm về dao động điều
hòa. Bất cứ một dao động điện từ nào có dạng:
u = Um sin(t + )
cũng được biểu thị bằng các đặc tính: biên độ, tần số và pha.
Pha của dao động ở đây là: α = (t + ), nó gồm có hai thành phần: t
là trị số pha tức thời, và là hàm số bậc nhất biến đổi theo thời gian;
và là trị số pha ban đầu, là một hằng số.

I. Khái niệm độ di pha
Pha cũng được đo bằng đơn vị radian hay độ.
Trị số pha ban đầu của một dao động trên thực tế chẳng có ý
nghĩa gì đặc biệt; bởi vì ta có thể tịnh tiến gốc thời gian để cho trị số
đó bằng 0 cũng được (ở hình 4-72, nếu đổi gốc thời gian từ điểm O
đến O’, thì pha ban đầu của dao động bằng 0).

Với hai dao động có cùng tần số và có trị số pha ban đầu khác
nhau như:
u1 = Um1 sin( t + 1)
u2 = Um2 sin( t + 2)
thì vấn đề cần xét là trị số sai pha là trị số sai pha của hai dao
động. Trị số sai pha này bằng:
= 1 -2 (1)
Để đơn giản, ta xác định pha ban đầu của một dao động bằng 0, ví
dụ 2 = 0, khi đó công thức (1) sẽ bằng:
= 1 (2)
Ta có khái niệm về độ di pha của hai dao động cùng tần số. Nó là
hiệu số pha ban đầu của hai dao động , và là một hằng số, không

Cũng cần lưu ý khái niệm di pha ở đây chỉ được dùng với các dao
động điều hòa có tần số bằng nhau như các dạng hàm số sin hay
cosin như trong công thức trên.
Nếu hai dao động có tần số khác nhau, ví dụ 1 và 2 thì độ di pha
của chúng bằng: = 1t + 1- 2t -2 = (1 - 2)t + 1 - 2 (4)

Các phương pháp đo pha cơ bản là: phương pháp vẽ dao động đồ;
phương pháp biến đổi độ di pha thành khoảng thời gian; phương
pháp biến đổi độ di pha thành điện áp; phương pháp biến đổi tần số
và phương pháp bù. Như vậy với các phương pháp đo này thì phép
đo độ di pha trở thành các phép đo khoảng thời gian, đo điện áp, đo
tần số như ta đã nghiên cứu. Ở chương này, ta chỉ xét với các
phương pháp chủ yếu và thông dụng trong kỹ thuật điện tử.
II. Đo di pha bằng phương pháp đo điện áp
1.Phương pháp trực tiếp đo điện áp tổng
Phương pháp này được sử dụng nhiều ở tần số thấp. Ta biết rằng
tổng của hai điện áp dạng điều hòa:
u1 = Um1 sint
và u2 = Um2 sin(t + )
thì có phụ thuộc vào góc di pha của hai điện áp này (hình 4-74):
2 = U21 + U22 + 2U1U2 cos (5)
do đó:
=arcos (6)
Từ quan hệ trên, ta có thể xác định được góc pha bằng cách trực tiếp
đo trị số điện áp tổng ( hay còn bằng cách trực tiếp đo trị số điện áp
hiệu ) và riêng rẽ hai điện áp hiệu của chúng với cùng một vôn mét.


Mạch điện đo di pha theo phương pháp này ví dụ như hình 4-75.
Các điện áp đo được ở đây là U1 , U2 và ;còn trị số độ di pha

Cũng thế, thành phần điện áp một chiều được chỉnh lưu ra trên tải
giữa hai điểm 0-1 và 0-2 thì tỷ lệ với trị số điện áp hiệu:
= sin (11)
Như vậy, điện áp giữa hai điểm 1-2 được đo bằng Vôn- Mét , nó
bằng hiệu số giữa điểm 0-1 và 0-2.


Hình 4-77 vẽ các đường biểu diễn của các điện áp đo ở trên. Đường
a là đường biểu diễn của (10), đường b là đường biểu diễn của (11)
và đường c là đường biểu diễn điện đo trên vôn-mét V.
Từ các đường cong biểu diễn này ta thấy là: Khi = 90 thì kim chỉ thị của
vôn-mét bằng 0. Khi độ di pha có giá trị khác 90 , thì vôn-mét có trị số chỉ
thị khác 0, cực tính của điện áp này xác định hướng lệch pha từ trị số = 90 .
Nếu chọn đồng hồ chỉ thị của vôn-mét là loại có điểm chị thị 0 ở giữa
thang chia độ, thì đồng hồ của vôn-mét có thể trực tiếp khắc độ theo độ di
pha, ta có một pha-mét đọc trực tiếp.


Theo nguyên lý của phương pháp đo trên, còn có thể thực hiện bằng
sơ đồ điều chế mạch vòng như hình 4-78.
Hai điện áp cần đo di pha được đưa vào hai đầu vào 1-2 và 3-4. Tại
hai đầu vào này chúng đều được phân thành hai thành phần bằng
nhau trên các điện trở R.
Giả thiết là các đèn tách sóng Đ1, Đ2, Đ3, Đ4 có đặc tuyến giống
nhau và được biểu diễn bằng:
i = a0 + a1u + a2u2
Trị số dòng điện tức thời qua đồng hồ chỉ thị V thì bằng:
i1 = a0 +a1(-u2 - u1) + a2(-u2 - u1)2
i2 = a0 +a1(-u2 + u1) + a2(-u2 + u1)2
(12)