Biết Volt kế dùng cơ cấu từ điện có Rcc = 25k và Icc=100μA. Ở ba thang đo mở rộng tại các vị trí 1,2, 3 với mức điện áp là V1=10V, V2=40V và V3=60V. Hãy tính các điện trở R1 , R2, R3?

Để giải bài toán này, ta cần xác định điện trở cho từng thang đo dựa trên điện áp tối đa hiệu dụng và dòng điện Icc.

* Thang đo C (5V):
* Điện áp rơi trên R1: VR1 = 5V - 0.6V = 4.4V
* R1 = VR1 / Icc = 4.4V / 50μA = 88kΩ

* Thang đo B (10V):
* Điện áp rơi trên R1 + R2: VR12 = 10V - 0.6V = 9.4V
* R1 + R2 = VR12 / Icc = 9.4V / 50μA = 188kΩ
* R2 = 188kΩ - 88kΩ = 100kΩ

* Thang đo A (20V):
* Điện áp rơi trên R1 + R2 + R3: VR123 = 20V - 0.6V = 19.4V
* R1 + R2 + R3 = VR123 / Icc = 19.4V / 50μA = 388kΩ
* R3 = 388kΩ - 188kΩ = 200kΩ

Tuy nhiên, các đáp án không khớp với kết quả tính toán trên. Cần xem xét lại đề bài hoặc các giá trị cho trước có thể không chính xác. Do đó, đáp án chính xác nhất là:

Để tìm giá trị của điện trở R1, ta sử dụng công thức mở rộng thang đo điện áp cho vôn kế.

Điện trở Rcc đã cho là 20kΩ, và dòng điện định mức của cơ cấu là 50µA (tức là 50 x 10^-6 A).

Thang đo 1 có giá trị 5V. Điện trở tổng của thang đo 1 là R_tổng1 = Rcc + R1. Áp dụng định luật Ohm, ta có:

V = I * R_tổng1 => 5 = (50 x 10^-6) * (20000 + R1)

Giải phương trình trên để tìm R1:

5 = (50 x 10^-6) * (20000 + R1)

5 = 1 + (50 x 10^-6) * R1

4 = (50 x 10^-6) * R1

R1 = 4 / (50 x 10^-6) = 80000 Ω = 80 kΩ

Vậy, giá trị của điện trở R1 là 80 kΩ.

Độ nhạy của cơ cấu đo từ điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có mật độ từ thông (B), cường độ dòng điện (I), số vòng dây (N) và diện tích khung dây (A). Công thức tổng quát liên quan đến moment quay M: M = B.I.N.A. Để tăng độ nhạy, ta có thể tăng bất kỳ yếu tố nào trong các yếu tố này. Tuy nhiên, trong các đáp án được đưa ra:
- Đáp án A: Tăng mật độ từ thông (B) sẽ làm tăng moment quay, do đó tăng độ nhạy.
- Đáp án B: Tăng cường độ dòng điện (I) cũng làm tăng moment quay, nhưng thường dòng điện được xác định bởi mạch đo, ta không thể tùy ý thay đổi.
- Đáp án C: Tăng số vòng dây (N) cũng làm tăng moment quay, do đó tăng độ nhạy.
- Đáp án D: Tăng kích thước khung dây (tức là tăng diện tích A) cũng làm tăng moment quay, do đó tăng độ nhạy.

Trong các phương án, tăng mật độ từ thông, tăng số vòng dây và tăng kích thước khung dây đều là các biện pháp để tăng độ nhạy. Tuy nhiên, tăng số vòng dây là phương pháp thường được sử dụng và hiệu quả nhất mà không làm ảnh hưởng đến các thông số khác của mạch đo. Tuy nhiên, câu hỏi không đề cập đến tính hiệu quả, chỉ yêu cầu chọn đáp án đúng.
Vì vậy, các đáp án A, C và D đều có thể đúng. Tuy nhiên, nếu chỉ chọn một đáp án, thì tăng số vòng dây (C) là phổ biến nhất, nhưng theo lý thuyết thì A, C, D đều đúng. Trong trường hợp này, tôi sẽ chọn đáp án A vì nó là yếu tố trực tiếp tác động đến độ nhạy, và thường được ưu tiên hơn trong thiết kế cơ cấu đo.

Để xác định tổng trở vào của vôn kế, người ta sử dụng khái niệm độ nhạy. Độ nhạy của vôn kế cho biết điện áp cần thiết để tạo ra một đơn vị thay đổi trên thang đo. Độ nhạy càng cao, tổng trở vào của vôn kế càng lớn, và do đó ảnh hưởng của vôn kế đến mạch đo càng nhỏ.

* Hệ số điện trở phụ: Liên quan đến việc mở rộng thang đo của ampe kế, không phải vôn kế.
* Độ nhạy tương đối: Không phải là một khái niệm tiêu chuẩn trong đo lường điện.
* Tỉ số điện trở phụ: Liên quan đến việc mở rộng thang đo của vôn kế, nhưng không trực tiếp xác định tổng trở vào mà liên quan đến điện trở mắc nối tiếp với vôn kế.
* Độ nhạy: Khái niệm chính xác để xác định tổng trở vào của vôn kế.

Đại lượng điện tác động là những đại lượng tồn tại ở trạng thái bình thường nhưng không mang năng lượng điện. Ví dụ, điện trường tĩnh, từ trường tĩnh. Các đại lượng có mang năng lượng điện là các đại lượng biến thiên theo thời gian (ví dụ như điện áp xoay chiều, dòng điện xoay chiều).