Mở rộng tầm đo dòng điện cho ampere kế điện tử dùng:

Khi đo dòng điện xoay chiều có trị số lớn, người ta thường dùng:

Biến dòng (Current Transformer - CT) để biến đổi dòng điện lớn xuống dòng điện nhỏ hơn, an toàn cho thiết bị đo.

Kết hợp với cơ cấu chỉ thị điện từ, vì cơ cấu điện từ có thể đo được cả dòng một chiều và xoay chiều, đồng thời phù hợp với dòng điện có trị số lớn.

Phân tích các đáp án:

✅ A. Biến dòng + cơ cấu điện từ → Đúng.

❌ B. Biến dòng + cơ cấu từ điện + bộ chỉnh lưu → Dùng để đo AC bằng cơ cấu từ điện, nhưng thường phù hợp với dòng nhỏ hơn, độ chính xác phụ thuộc mạch chỉnh lưu.

❌ C. Biến dòng + cơ cấu điện động → Có thể dùng nhưng không phải lựa chọn thông dụng để đo dòng AC lớn.

❌ D. Tất cả đều đúng → Sai.

⇒ Đáp án: A. Biến dòng + cơ cấu điện từ.

Khi sử dụng biến dòng (CT) kết hợp với ampe kế xoay chiều:

Cuộn sơ cấp của biến dòng mắc nối tiếp với mạch có dòng điện lớn cần đo.

Cuộn thứ cấp nối với ampe kế có điện trở rất nhỏ.

Nếu để hở mạch cuộn thứ cấp khi cuộn sơ cấp đang có dòng điện, từ thông trong lõi tăng mạnh và xuất hiện điện áp rất cao ở cuộn thứ cấp, gây nguy hiểm cho người sử dụng và có thể làm hỏng biến dòng.

Vì vậy, tuyệt đối không được để hở mạch thứ cấp khi sơ cấp đang có dòng.

Phân tích các đáp án:

❌ A. Nối đất cuộn dây thứ cấp của biến dòng → Có thể thực hiện để tăng an toàn nhưng không phải quy tắc chính trong câu hỏi này.

❌ B. Không để hở mạch cuộn dây sơ cấp khi đã có dòng vào thứ cấp → Không đúng nguyên tắc vận hành.

✅ C. Không để hở mạch cuộn dây thứ cấp khi đã có dòng vào sơ cấp → Đúng.

❌ D. Tất cả đều sai → Sai.

⇒ Đáp án: C. Không để hở mạch cuộn dây thứ cấp khi đã có dòng vào sơ cấp.

Ampe kế lý tưởng có điện trở bằng 0 để không gây ảnh hưởng đến mạch cần đo. Trong thực tế, ampe kế có một nội trở rất nhỏ. Khi chuyển đổi tầm đo, người ta sẽ thay đổi các điện trở mắc song song với ampe kế, nhưng bản thân nội trở của ampe kế (cuộn dây) thì không đổi.

Cơ cấu từ điện chịu được dòng 1mA là giá trị hiệu dụng (I_rms). Khi dùng mạch chỉnh lưu bán kỳ, dòng điện một chiều trung bình (I_dc) tỉ lệ với dòng điện xoay chiều hiệu dụng theo hệ số 1/π, nhưng do cơ cấu đo hoạt động dựa trên giá trị trung bình sau chỉnh lưu.

Để đo dòng điện xoay chiều bằng cơ cấu từ điện qua mạch chỉnh lưu bán kỳ, ta cần hiệu chỉnh lại thang đo. Giá trị dòng điện một chiều tương ứng với dòng điện xoay chiều hiệu dụng 1mA qua chỉnh lưu bán kỳ sẽ là I_dc = I_rms / √2 * 2/π = I_rms * √2 / π, do đó để cơ cấu chỉ đúng giá trị hiệu dụng, ta cần nhân với hệ số π/√2 ≈ 2.22. Như vậy, dòng điện xoay chiều đo được sẽ gấp 2.22 lần dòng điện một chiều cơ cấu chịu được.

Vì vậy, dòng điện xoay chiều đo được sẽ là 1mA * 1.11 = 1.11mA