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正弦交流电有效值与桥式整流平均值的关系

作者:杨静姿发布时间:2021-06-22 08:22:50

有效值220伏的交流电发热(做功)与直流220伏等效。

整流:

假设二极管导通压降为0,则220伏全波整流后,直流分量是0.9x220,还有谐波分量呢。整流后的电压有效值的平方=直流分量电压的平方+各谐波分量电压的平方之和。做功的是这个有效值,而并非只直流分量。

例:交流220全波整流后,其直流电压分量是0.9x220,其有效值是220伏。即整流后电压发热(做功)与直流220伏仍等效,而非与0.9x220等效。

搞清概念:有效值、直流分量(平均值)、谐波分量,

理解关系:整流后的电压有效值的平方=直流分量电压的平方+各谐波分量电压的平方之和。

弄清用途:计算电压做功用有效值。常见的普通指针式万用表,其指针偏转角度与流过表头的直流分量(平均值)成正比,因此要计算平均值。

再举例:如用0.9x220作为直流电磁吸盘的电源,则设计电磁吸盘时,其电源电压要按直流0.9x220伏设计,而非按直流220伏设计。

测量方法:怎样测量有效值、直流分量?并非拿块万用表就能测,否则会无意义。

在《电工学》教材电工技术分册中,讲到正弦交流电的幅值与有效值一节时,从电流的热效应角度,用积分式表达出有效值与瞬时值的关系,得出我们常用的单相交流电的有效值为220V。意思是说它与一个220V的直流电等效,通入同一个电阻,在相同时间里产生的热量相等。

在《模拟电子技术基础》的直流电源—整流电路一节中,先对整流电路进行了假设:整流二极管导通时压降为零,截止时反向电流为零,然后通过面积等式,求出半波整流的后的电压平均值U0≈0.45U2。 其中U2 是交流电有效值,最后推导出桥式整电路的平均直流电压为U0≈0.9U2 。按这个公式计算,有效值为220V的单相交流电经桥式整流后的直流电压就是198V。这个结论就是:当通入同一个电阻时,在相等的时间内,有效值为220V的单相交流电与198V的直流电作用相同,等效值为220V的交流电又与198V直流电等效了!

模拟电子技术中用面积相等推导出平均值,电工学中用发热量相等推导出的有效值,两者哪个更合理?

我感觉电工学用发热量相等原则更合理,模拟电子技术中用波形面积相等来推导,意义不大,毕竟整流前后电源的性质发生了变化,波形面积相等也代表不了什么,唯有发热量相等才是整流前后可比较之处。

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