在我們使用示波器的過程中,市電測量是許多朋友都會遇到的一個測試項目,但很多朋友在測量中就產生了不少疑問,示波器能測市電嗎?示波器如何測量市電?怎么測量才安全呢?等等諸多問題,本篇文章中將為大家一一解答。
那么示波器能測量市電嗎?
示波器在合理的操作下是能夠測量市電的。
市電就是我們所說的工頻交流電(AC),有50Hz和60Hz兩種,世界上不同的國家電壓標準也不同,常見的是歐盟230V,日本100V,美國120V,我國使用的是220V,50Hz的標準。我們以鼎陽科技SDS1000X-C示波器為例,在示波器通道接口處有明確標識,輸入400Vpk。
那這是不是說明示波器可輸入電壓400V遠遠大于市電220V的電壓呢?
這里有一個重要的細節要搞清楚。
我們常說的市電220V這個電壓是指有效值,完整的單位應該是220Vrms,而示波器接口的輸入電壓是400Vpk,Vpk指的是峰值電壓。
在這里我們需要進行一下換算:
有效值
交變電流的有效值是根據電流的熱效應來定義的,讓一個交流電流和一個直流電流分別通過阻值相同的電阻,如果在相同時間內產生的熱量相等,那么就把這一直流電的數值叫做這一交流電的有效值。
那么我們假設,交流電流 i通過電阻 R 在一個周期內所產生的熱量和直流電流 I 通過同一電阻 R 在相同時間內所產生的熱量相等 , 則這個直流電流I 的數值叫做交流電流 i 的有效值 ,用大寫字母U、I表示 ,最大值用Um、Im 表示。
一個周期內直流電通過電阻 R 所產生的熱量為:
交流電通過同樣的電阻 R,在一個周期內所產生熱量:
那么
由于
經過推導我們可得
即
那么我們的示波器可測量的有效值為:
現在我們才可以真正拿兩個數值來比較,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了,示波器測量并不是直接測量,難道不是要接入探頭嗎?
沒錯,以上主要是講解了示波器上標稱電壓和我們常說市電的關系,但是真正能不能測,還是要看探頭。
同樣以SDS1000X-C為例,我們標配的探頭是無源探頭,型號是PP510,有1X和10X兩個檔位,在不同的檔位下,他們可允許測試的電壓等級不同,分別是
1X: 150V RMS CAT II
10X: 300V RMS CAT II
由數據可知,PP510在10X檔位下允許測試最大的電壓有效值為300V,這個是滿足我們測量需求的,所以說,普通標配的無源探頭是可以測量市電的,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量市電,那么怎么操作呢?