在我們使用示波器的過(guò)程中,市電測(cè)量是許多朋友都會(huì)遇到的一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目,但很多朋友在測(cè)量中就產(chǎn)生了不少疑問(wèn),示波器能測(cè)市電嗎?示波器如何測(cè)量市電?怎么測(cè)量才安全呢?等等諸多問(wèn)題,本篇文章中將為大家一一解答。
那么示波器能測(cè)量市電嗎?
示波器在合理的操作下是能夠測(cè)量市電的。
市電就是我們所說(shuō)的工頻交流電(AC),有50Hz和60Hz兩種,世界上不同的國(guó)家電壓標(biāo)準(zhǔn)也不同,常見(jiàn)的是歐盟230V,日本100V,美國(guó)120V,我國(guó)使用的是220V,50Hz的標(biāo)準(zhǔn)。我們以鼎陽(yáng)科技SDS1000X-C示波器為例,在示波器通道接口處有明確標(biāo)識(shí),輸入400Vpk。
那這是不是說(shuō)明示波器可輸入電壓400V遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市電220V的電壓呢?
這里有一個(gè)重要的細(xì)節(jié)要搞清楚。
我們常說(shuō)的市電220V這個(gè)電壓是指有效值,完整的單位應(yīng)該是220Vrms,而示波器接口的輸入電壓是400Vpk,Vpk指的是峰值電壓。
在這里我們需要進(jìn)行一下?lián)Q算:
有效值
交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的,讓一個(gè)交流電流和一個(gè)直流電流分別通過(guò)阻值相同的電阻,如果在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等,那么就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。
那么我們假設(shè),交流電流 i通過(guò)電阻 R 在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量和直流電流 I 通過(guò)同一電阻 R 在相同時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等 , 則這個(gè)直流電流I 的數(shù)值叫做交流電流 i 的有效值 ,用大寫字母U、I表示 ,最大值用Um、Im 表示。
一個(gè)周期內(nèi)直流電通過(guò)電阻 R 所產(chǎn)生的熱量為:
交流電通過(guò)同樣的電阻 R,在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生熱量:
那么
由于
經(jīng)過(guò)推導(dǎo)我們可得
即
那么我們的示波器可測(cè)量的有效值為:
現(xiàn)在我們才可以真正拿兩個(gè)數(shù)值來(lái)比較,示波器允許輸入的電壓282.84Vrms是要大于我們市電220Vrms的。
在這里可能有朋友要提出疑問(wèn)了,示波器測(cè)量并不是直接測(cè)量,難道不是要接入探頭嗎?
沒(méi)錯(cuò),以上主要是講解了示波器上標(biāo)稱電壓和我們常說(shuō)市電的關(guān)系,但是真正能不能測(cè),還是要看探頭。
同樣以SDS1000X-C為例,我們標(biāo)配的探頭是無(wú)源探頭,型號(hào)是PP510,有1X和10X兩個(gè)檔位,在不同的檔位下,他們可允許測(cè)試的電壓等級(jí)不同,分別是
1X: 150V RMS CAT II
10X: 300V RMS CAT II
由數(shù)據(jù)可知,PP510在10X檔位下允許測(cè)試最大的電壓有效值為300V,這個(gè)是滿足我們測(cè)量需求的,所以說(shuō),普通標(biāo)配的無(wú)源探頭是可以測(cè)量市電的,但是需要在正確的檔位下即10X。
了解了示波器及探頭在理論上可以測(cè)量市電,那么怎么操作呢?