Giáo trình Thí nghiệm biến đổi năng lượng điện cơ - Bài 4: Khuếch đại từ

1 
BÀI 4: KHUYẾCH ĐẠI TỪ 
I. Mục tiêu: 
Giúp hiểu rõ về sự bão hòa của mạch từ, tác dụng của từ thông một chiều và từ thông 
xoay chiều lên sức điện động cảm ứng và tự cảm của cuộn dây. 
II. Thiết bị thí nghiệm: 
 Máy biến áp 1 pha 3 cuộn dây ( cuộn giữa N = 1275 vòng, 1A; hai cuộn dây bên 110V, 2A) 
 Máy biến áp tự ngẫu để tạo điện áp thay đổi được 
 Ampere kế 
2 
3 
Các module trong PTN được đấu theo mạng hai cửa như sau: 
4 
III. Tiến trình: 
A. Sơ đồ mạch thí nghiệm: 
B. Thí nghiệm: 
 Điều chỉnh thay đổi dòng DC, đo và vẽ dạng sóng của tín hiệu áp ở hai đầu cuộn dây, tín 
hiệu áp và dòng trên tải (đèn Đ). 
 Điều chỉnh thay đổi IDC từ 0→250m 
 IDC = 0 mA 
1. Dạng sóng trên đèn: 
IĐ = 
Volt/div: 0.2V 
5 
Time/din 5ms 
2. Dạng sóng trên cuộn 1: 
Volt/div: 5V Time/div: 10ms 
3. Dạng sóng trên cuộn dây 2: Volt/div: 5V Time/div: 10ms 
 IDC=40mA 
1. Dạng sóng trên đèn: 
8V 
20ms 
10ms 
8V 
6 
IĐ =0.058A 
Volt/div: 0.2V 
Time/div 5ms 
2. Dạng sóng trên cuộn dây 1: Volt/div: 2V Time/div: 10ms 
3. Dạng sóng trên cuộn dây 1: Volt/div: 2V Time/div: 10ms 
0.058V 
5ms 
1.6V 
10ms 
7 
 IDC= 80mA 
1. Dạng sóng trên đèn: 
 IĐ =0.295A 
Volt/div: 0.2V 
Time/div 5ms 
2. Dạng sóng trên cuộn 1: 
0.295A 
5ms 
1.6V 
10ms 
8 
Volt/div: 1V Time/div: 10ms 
3. Dạng sóng trên cuộn dây 2: Volt/div: 1V Time/div: 10ms 
 IDC=120mA: 
1. Dạng sóng trên đèn: 
IĐ =0.312A 
Volt/div: 0.2V 
Time/div: 5ms 
5ms 
10ms 
0.2V 
5ms 
10ms 
0.3V 
9 
2. Dạng sóng trên cuộn 1: 
Volt/div: 0.5V Time/div: 5ms 
3. Dạng sóng trên cuộn 2: 
Volt/div: 0.5V Time/div: 5ms 
0.312V 
10ms 
-10ms 
0.2V 
10 
 IDC=160mA: 
1. Dạng sóng trên đèn: 
IĐ =0.314A 
Volt/div: 0.2V 
Time/div: 5ms 
2. Dạng sóng trên cuộn 1: 
Volt/div: 0.2V Time/div: 10ms 
-10ms 5ms 
0.2V 
-10ms 0.312V 
5ms 10ms 
11 
3. Dạng sóng trên cuộn 2: 
Volt/div: 0.5V Time/div: 10ms 
 IDC=200mA 
1. Dạng sóng trên đèn 
IĐ =0.314A 
Volt/div: 0.2V 
Time/div: 5ms 
10ms 
0.08V 
10ms 
0.2V 
0.2V 
12 
2. Dang sóng trên cuộn 1: 
Volt/div: 0.5V Time/div: 10ms 
3. Dạng sóng trên cuộn 2: 
Volt/div: 0.5V Time/div: 10ms 
0.314V 
5ms 
10ms 
0.2V 
13 
2. Khào sát: 
Thay đổi đột ngột dòng IDC từ 0 lên 200mA. Thời gian tín hiệu trên đèn từ quá độ đến 
ổn định. 
T1 = 1.23s 
Thay đổi một ngột dòng IDC từ 200mA xuống 0mA. Ghi nhận thời gian tín hiệu trên 
đèn từ quá độ đến ổn định. 
T2=2.53s 
4. Giải thích nguyên lý mạch điện: 
 Mạch khuếch đại từ thực chất là một cuộn dây hoạt động ở vùng bão hòa. 
Mạch khuếch đại từ ứng dụng tính chất bão hòa của lõi từ. 
 Một dòng điện DC nhỏ, với trở kháng nguồn thấp được đưa vào hai đầu 
cuộn dây điều khiển 
 Điện áp xoay chiều đặt vào một đầu cuôn dây xoay chiều. Giá trị của dòng 
điện một chiều được đưa vào cuộn dây làm thay đổi đặc điểm làm việc 
trên đường cong từ hóa, cả hai cuộn dây đều tiến dần đến vùng bão hòa. 
Khi đó cuộn dây sẽ chuyển từ trạng thái trở kháng cao sang trạng thái trở 
kháng thấp hơn. Vậy dòng điện một chiều đã thay đổi trở kháng của cuộn 
xoay chiều. 
 Vì cuộn một chiều được nối để triệt tiêu điện áp cảm ứng nên mạch một 
chiều không bị ảnh hưởng bởi mạch xoay chiều. Vậy nó chỉ đáp ứng theo 
điện trở thuần của cuộn dây. Suy ra năng lượng đưa vào cuộn điều khiển 
rất lớn so với cuộn xoay chiều. 
 Sự thay đổi của dòng điện một chiều điều khiển dẫn đến sự thay đổi trở 
kháng của cuộn dây, do đó dòng điện tải sẽ bị thay đổi. Từ đó suy ra mạch 
có đặt tính khuếch đại dòng điện 
10ms 
0.2V 
0.2V