(完整word版)关于交流电压表测有效值的一点问题
交流电有效值与电表读数三问
交流电有效值与电表读数三问湖北省水果湖高级中学（430071）彭习辉1一问：负载发热功率相同，有效值定相同吗？题1：下面的电路中，u—14.IsinlOOTtZ（V）, R=10Q,求弘间电压的有效值％和加间的有效值分别为多少。
错解:在交流电的一个周期内电阻R发热为：R作为加间电压的负载,cd间的有效值可由<2=暑得％="V。
同理，由于二极管D与电阻R串联后作为必间电压的负载，其发热与R发热相同，因此血间的有效值由Q=^T得％=5伦V。
上面的计算得出了一个明显错误的结论:肪间电压与cd间电压的有效值相等！上述错误的原因是错用有效值的定义:让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流数值叫做交流的有效值。
在上面的定义中,强调电流通过一个相同的电阻，但是在用上述方法计算ab间的有效值时,弘右侧的电路在工作过程中，交流电的正半周电阻为R,负半周电阻为无穷大，从一个周期来看,右侧等效为一个变化的电阻，由此计算的结果当然是错误的。
正确的算法应该是设想把ab间的电压加到一个定值电阻上，一个周期内其发热量为：再由Q=^T可得:％=10V。
结论:我们在求交流电的有效值时，只需要关注电压或电流本身（的波形）,而不需关注具体的负载电路（负载可能含电容、电感、二极管等非线性元件），当交流电加到（假想的）纯电阻负载中时，找出与其电热等效的直流物理量,即为所求有效值。
2二问：交流电表的示数一定等于有效值吗？题2：下面的电路中,u=14.IsinlOO衣（V）, R=10Q,交流电表的示数是多少？有效值可由（紆-R•J=I2RT得U0.71A o交流电表的示数等于电流的有效值，即I a= 0.71A o产生以上错误的原因是没有弄清交流电表的内部结构和工作原理，交流电表不同于直流电表的地方是多一个整流二极管,对外加的电流进行一个半波整流。
有兴趣的同学可以做一个简单的实验:将多用电表置于交流2.5V档位，用其测量一节干电池的电压，我们会发现更换其正、负极进行两次测量时,一次测量时电表的示数为0,另一次示数在1.5V 左右。
交流电压有效值测量要点
摘要模拟电子技术课程设计是继《模拟电子技术基础》理论学习和实验教学之后又一重要的实践性教学环节。
它的任务是在学生掌握和具备电子技术基础知识与单元电路的设计能力之后，让学生综合运用模拟电子技术知识，进行实际模拟电子系统的设计、安装和调测，利用multisim等相关软件进行电路设计，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和电子技术实践技能，让学生了解模拟电子技术在工业生产领域的应用现状和发展趋势。
为今后从事电子技术领域的工程设计打好基础。
本课程设计的思路是将交流信号经过电阻分压后送至由TL062和电容、电阻组成的AC-DC转换模块，将直流信号送至ICL7107数码管显示，完成交流电压有效值的测量。
关键词：电阻分压、TL062、ICL7107、交直流转换、有效值测量1 电路方案论证与选择1.1 系统基本方案设计电路分为直流稳压电源模块、电压衰减模块、AC-DC模块、数码管显示模块，即可完成题目对交流电压有效值进行测量，并显示的设计要求。
1.2 各模块方案论证与选择1.2.1 直流稳压可调电源模块设计图1.1为采用7805设计的直流稳压源。
该稳压源可稳定输出+5V电压，电路简单，应用广泛。
该稳压源由以下五部分组成。
(1) 降压：通过变压器将输入的220V，50HZ交流电降为+5V输出。
(2) 整流：通过桥式整流电路，将输入的交流电压信号变为脉动信号。
(3) 滤波：通过C1及C2等滤波电容将输入的电压信号转变为波形更为平缓的电压信号。
(4) 稳压：通过集成稳压芯片7805将不稳定的电压信号变为稳定的直流电压。
图1-1 直流稳压电源电路1.2.2 电压衰减模块由于AC-DC模块的输入电压为200mV，而题目要求的测量电压是V>10V，因此要对输入电压进行衰减。
此处采用了电阻分压的方式对电压进行衰减，同时设计参数，使模块能输入200mV~2000V范围内的电压。
图1-2 电压衰减电路采用类似的方法还可改装成测量电流和电阻的电路，测量电流的分流电阻和测量电压的分压电阻以及测量电阻的基准电阻往往就是同一组电阻，分别如图1-3和1-4.原理此处不再做赘述。
用万用表测量交流电压的注意事项
用万用表测量交流电压的注意事项随着科技的不断进步，我们的生活和工作中越来越多地使用交流电。
在我们日常生活中，经常会遇到需要测量交流电压的情况，比如检修家用电器或者安装电子设备等。
而在进行这一操作时，使用万用表是最常见的工具之一。
然而，测量交流电压时需要特别注意一些事项，以确保我们的安全和测量结果的准确性。
在本文中，我将为大家介绍用万用表测量交流电压的注意事项。
1. 前期准备在进行测量之前，首先要确保万用表处于正常工作状态。
检查表笔和测量线是否完好无损，电池电量是否足够，并且选择正确的测量档位。
2. 调整测量档位在进行交流电压测量时，需要选择正确的交流电压测量档位。
通常万用表会有不同的交流电压测量档位选择，如200V、500V、750V等，根据被测电压的大小选择合适的档位，避免选择过小或过大的档位导致测量不准确或损坏仪器。
3. 注意测量范围万用表的交流电压测量范围是有限的，超出范围进行测量可能导致仪器损坏，甚至对使用者造成安全隐患。
在进行测量前要确保被测电压在万用表的测量范围内。
4. 防止触电在进行交流电压测量时，要特别注意避免触电的危险。
首先要保证测量环境干燥清洁，避免在潮湿的环境中操作。
在测量过程中要小心操作，避免表笔短路或误触高压部位。
5. 确保接线正确接线错误是导致测量结果不准确的常见原因之一。
在测量交流电压时，要确保表笔正确接入被测电路的相线和零线，避免接反或接错线导致测量不准确。
6. 确保稳定测量在进行交流电压测量时，要确保电路工作稳定，避免因电路波动或干扰导致测量结果不准确。
在有条件的情况下，可以使用稳压电源或者滤波电路提供稳定的测量环境。
7. 阅读测量结果在进行测量后，要仔细阅读万用表上显示的电压数值。
注意单位是否正确，是否需要进行换算，确保得到准确的测量结果。
要记得将测量档位调回最低，避免影响下次的测量或浪费电池电量。
结语通过本文的介绍，相信大家对用万用表测量交流电压的注意事项有了更深入的了解。
关于交流电压表测有效值的一点问题
关于交流电压表测有效值的问题?一、引言记得很清楚高中物理题中借助交流电表的读数考查有效值问题。
比如这样的一道考题一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1 原线圈接入电压220V的正弦交流电各元件正常工作一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上如图所示电压表和电流表均为理想交流电表则下列说法正确的是A 原、副线圈中的电流之比为5∶1B 电压表的读数约为31.11VC 若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω 则1 分钟内产生的热量为2904 JD 若将滑动变阻器的滑片向上滑动则两电表读数均减小这类问题在互联网上很容易查到，比如在菁优网上能查到和题目时分相似的题目，结合菁优网的分析，上题对选项B的分析过程应该为：根据变压器的电压变化比关系=可求得副线圈两端的电压=44V，由于二极管的单向导电性，负载电阻R两端的电压随时间变化的关系图像应如图2所示（）根据有效值的定义，可求得电阻R两端的电压有效值=31.11V，所以B选项正确，这里认为电压表的读数就是交流电的有效值，高中物理教程中讲“一般交流电压表的读数就是交流电的有效值”但是一般两字却让笔者产生了疑问，难道还有什么特殊情况吗？二、实验探究物理学是一门以实验为基础的科学，通过实验测量对结果检验是常用的方笔者通过在实验室做实验的机会进行了简单的测量，为了测量方便，笔者将测量电路图简化成如图3所示，接入低压正弦交流电源，发现不管如何调节电压大小，交流电压表始终没有显示，难道是电路中有断路，然而对检查之后没有发现断路，这是笔者注意到由于二极管的单向导电性，流过电阻的电流时有时无，但是方向保持不变，其两端应该是一个直流电压，既如图2所示的电压时直流电压，此时用交流电压表测量难道也有正负之分，因此笔者把交流电压表的两接线柱对调，果然交流电压表有示数了但是交流电压表的读数始终小于外接交流电压的有效值，即如果接入44 V的正弦交流电,交流电压表的读数小于,明显交流电压表的读数不是电阻R两端电压的有效值31. 11 V,到底为什么会出现这样的结果呢？三、原理分析电表原理应该是解决问题之本,为此笔者查阅实验所用交流电压表(J0401A型演示多用电表)的原理线路图,把该演示多用电表中作为交流电压表部分的原理线路,简化整理后如图4所示(只画出了一个量程),结合图4所示电表原理线路进一步分析,若图1所示电路图中的电压表的上端为“ + ”接线柱,下端为“一”接线柱,由于二极管D,的单向导电性,通过表头G的电流与图1所示电路图中的二极管是否存在无关,即电压表的示数与图1所示电路图中一极管无关,因此电压表的示数是副线圈两端的电压有效值44 V而不是电阻R两端的电压有效值 31. 11 V,若图1所示电路图中的电压表的上端为“一”接线柱,下端为“ + ”接线柱,由于二极管的共同作用,无电流通过表头G,即电压表示数为零, 原理图的分析结果与实验吻合,可见由于交流电压表的原理的限制,导致其测量示数不一定是有效值。
高中物理高频考点《交流电有效值问题分析与强化训练》(附详细参考答案)
交流电有效值问题分析与强化训练（附详细参考答案）一、交流电有效值问题分析及例题讲解：1．交变电流有效值的规定：交变电流、恒定电流I直分别通过同一电阻R，在相等时间内产生的焦耳热分别为Q交、Q直，若Q交＝Q直，则交变电流的有效值I＝I直（直流有效值也可以这样算）。
2．对有效值的理解：（1）交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；（2）用电器铭牌上标的值（如额定电压、额定功率等）指的均是有效值；（3）计算热量、电功率及保险丝的熔断电流指的是有效值；（4）没有特别加以说明的，是指有效值；（5）“交流的最大值是有效值的2倍”仅用于正弦式电流。
正弦式交流电的有效值：I＝I m2，U＝U m2，E＝E m2。
3．求交变电流有效值的方法：（1）公式法：利用E＝E m2，U＝U m2，I＝I m2计算，只适用于正余弦式交流电。
【题1】电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。
合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。
则（）A．通过R1的电流有效值是1.2 AB．R1两端的电压有效值是6 VC．通过R2的电流有效值是1.2 2 AD．R2两端的电压最大值是6 2 V【答案】B【题2】如图所示，线圈abcd 的面积是0.05 m 2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R 为9 Ω，匀强磁场的磁感应强度为B ＝1π T ，当线圈以300 r/min 的转速匀速旋转时，求：（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式； （2）线圈转过130 s 时电动势的瞬时值多大？（3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？ （4）从中性面开始计时，经130s 通过电阻R 的电荷量为多少？ 【答案】（1）e ＝50sin （10πt ）V （2）43.3 V （3）31.86 V 3.54 A （4）14πC（2）当t ＝130 s 时e ＝50 sin （10π×130）＝43.3 V 。
测电网的交流电压有效值
检测交流电压比较简单的,先看频率是50HZ还是60HZ,也就是说一个周期是20MS还是16.67MS,以采样周期=周期/采样次数.采样次数最好能大于等于8次.以50HZ,周期20MS 为例:用1ms采样周期采样交流电压,采样20次累加,求平均,就得出交流电压的电压了!!!! ------------------------------------------------------------------------------- 启动以后，若干次平均，以后的平均值数据和这个平均值比较，大于0.1%偏差就不显示，连续三次大于0.1%偏差，才显示，并用新值代替旧值.----------------------------------------------------：看书上对于50HZ电压有效值的测量，在一个周期20ms（1/50毫秒）内采样40次，然后求均方根，从而得出有效值。
---------------------------------------------------------------------------------------------#include <pic.h>#include <math.h>#include <stdio.h>//该程序用于测电网的交流电压有效值，最后的结果将在4个LED上显示，保留//1位小数。
//为了保证调试时数据运算的精确性，需要将PICC的double型数据选成32位union adres{int y1；unsigned char adre[2]；}adresult； //定义一个共用体bank3 int re[40]； //定义存放A/D转换结果的数组，在bank3中unsigned char k，data； //定义几个通用寄存器double squ ，squad； //平方寄存器和平方和寄存器，squ又通用为存储其//它数值int uo；bank1 unsigned char s[4]； //此数组用于存储需要显示的字符的ASII码const char table[10]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0XD8，0x80，0x90}； //不带小数点的显示段码表const char table0[10]={0x40，0x79，0x24，0x30，0x19，0x12，0x02，0x78，0x00，0x10}；//带小数点的显示段码表//A/D转换初始化子程序void adinitial(){ADCON0=0x41； //选择A/D通道为RA0，且打开A/D转换器//在工作状态，使A/D转换时钟为8ToscADCON1=0X8E； //转换结果右移，及ADRESH寄存器的高6位为"0"//把RA0口设置为模拟量输入方式ADIE=1； //A/D转换中断允许PEIE=1； //外围中断允许TRISA0=1； //设置RA0为输入方式}//spi方式显示初始化子程序void SPIINIT(){PIR1=0；SSPCON=0x30；SSPSTAT=0xC0；//设置SPI的控制方式，允许SSP方式，并且时钟下降沿发送，与"74HC595，当其//SCLK从低到高跳变时，串行输入寄存器"的特点相对应TRISC=0xD7； //SDO引脚为输出，SCK引脚为输出TRISA5=0； //RA5引脚设置为输出，以输出显示锁存信号}//系统其它初始化子程序void initial(){CCP2IE=0； //禁止CCP中断SSPIE=0； //禁止SSP中断CCP2CON=0X0B； //初始化CCP2CON，CCP2为特别事件触发方式CCPR2H=0X01；CCPR2L=0XF4； //初始化CCPR2寄存器，设置采样间隔500 μs，//一个周期内电压采40个点}//中断服务程序void interrupt adint(void){CCP2IF=0；ADIF=0； //清除中断标志adresult.adre[0]=ADRESL；adresult.adre[1]=ADRESH； //读取并存储A/D转换结果，A/D转换的结果 //通过共用体的形式放入了变量y1中re[k]=adresult.y1； //1次A/D转换的结果存入数组k++； //数组访问指针加1}//SPI传送数据子程序void SPILED(data){SSPBUF=data； //启动发送do{；}while(SSPIF==0)；SSPIF=0；}//主程序main( ){adinitial()； //A/D转换初始化SPIINIT()； //spi方式显示初始化initial()； //系统其它初始化while(1){k=0； //数组访问指针赋初值TMR1H=0X00 ；TMR1L=0X00； //定时器1清0ei()； //中断允许T1CON=0X01； //打开定时器1while(1){if(k==40) break； //A/D转换次数达到40，则终止}di()； //禁止中断for(k=0；k<40；k++)re[k]=re[k]-0X199；//假设提升电压为2 V，对应十六进制数199H，//则需在采样值的基础上减去该值for(k=0，squad=0；k<40；k++) {uo=re[k]；squ=(double)uo； //强制把采得的数据量转换成双精度数，以便运算squ=squ*5/1023； //把每点的数据转换成实际数据squ=squ*squ； //求一点电压的平方squad=squad+squ；} //以上求得40点电压的平方和，存于寄存器 squad中squ=squad/40； //求得平均值squ=sqrt(squ)； //开平方，求得最后的电压值squ=squ*154.054； //通过变压器的变比和分压电阻分配确定该系数//以上得到了实际电网的电压值squ=squ*10； //为了保证显示的小数点的精度，先对电压值乘以10uo=(int)squ； //强制把U转换成有符号整型量sprintf(s，"%4d"，uo)； //通过sprintf函数把需要显示的电压数据转换成//ASII码，并存于数组S中RA5=0； //准备锁存for(k=0；k<4；k++){data=s[k]；data=data&0X0F； //通过按位相与的形式把ASII码转换成BCD码if(k==2) data=table0[data]； //因为squ已乘以10，则需在第2位打小数点else data=table[data]； // table0存储带小数点的显示段码，//table存储不带小数点的显示段码SPILED(data)； //发送显示段码}for(k=0；k<4；k++) {data=0xFF；SPILED(data)； //连续发送4个DARK，使显示看起来好看一些，这点与 //该实验板的LED分布结构有关}RA5=1； //最后给一个锁存信号，代表显示任务完成}}。
使用数字万用表进行交流有效值测量
热交流至直流转换器
这种传统技术使用等热值法来测量有效 值。交 流 信号 会 使 热 电偶 温 度 上 升，然 后 仪表的直流部分将读取热电偶输出。这一 方法的优点包括宽带宽和能够处理非常高 的波峰因数，这意味着该方法能够计算各 类真实信号的真有效值。
等热值法的缺点是成本较高，在权衡测量 速 度和 低 频 精度时不够灵 活。由于 这 些 原因，最 新 一 代数字万用表没有采用该 技术。
有 效值 通常用来度量等热值，与等 效 直 流值驱动的电阻负载的功耗数量有关。例 如，1Vpk 正弦波为电阻负载提供的功率与 0.707Vdc 信号相同。信号的有效值读数较 为可靠，将 有助 于您 更 好地了解信号在电 路中产生的影响。
换算系数仅适用于纯正弦波。对于其他类 型的信号，使用此方法得到的答案是错误 的。如果您使用的仪表并不是专门针对此 任务设计的，那么您很可能出现严重的错 误－－取 决 于 仪表 或 信号，计 算值与正 确 值可能相差 40% 以上。
图 5. 测量低占空比脉冲串的有效值
让我们再看看另一个波形－－图 6 中显示 的包含噪声的杂乱正弦波。真有效值仪表 的读数为 348.99 mV，此结果接近数字示 波器测量所得的 345 mV。平均响应仪表 将该值设为 273 mV，误差超过 20%。这一 误差是由平均响应仪表有限的带宽所致。 信号包含高频能量，而平均响应仪表未将 其考虑在内。
08 | 是德科技 | 使用数字万用表更好地进行交流有效值测量——应用指南
结论
术语
相关文献
交流有效值测量比您第一眼看上去要复杂 得 多，但 是 稍 微了解 一下 其 原 理，将 帮 助 您更好地应对复杂性。如果您还没有这样 做，那么请查看您的数字万用表技术资料 标 明 的 波 峰 因 数、带 宽 和 其他 极 限 值。请 尽量遵守这些极限值。
交流电的有效值和平均值
测试电流电压有效值的时候，多数情况下，不能使用普通万用表测试数据，而要使用真有效值万用表，原因在于计算功率时候要使用有效值测量，而普通万用表测试时所显示的有效值是通过纯正弦波形校正后得到，但是此时电流波形不是真正的正弦波。
若使用普通万用表，可以通过以下推导过程得出电流真有效值。
首先假设纯正弦电压波形可以用下式表示t U t U ωsin 2)(= (1)波形为由定义计算平均值Uavgdt t U T U T avg ⎰=0)(1 (2)将（1）式代入（2）式得 ⎰≈==209.022sin 221T avg U U tdt U T U πω…………………..（3） 另外，将（1）式进行傅里叶变换可得⎥⎦⎤⎢⎣⎡----=..........6cos 3524cos 1522cos 32122)(t t t U t U ωωωπ………………（4） 由万用表测试计算原理有∑=∞→=n k n avg k U n U 1)(1lim …………………..（5） 由定义求得有效值（即均方根值）U dt t U T U Trms ==⎰02)(1 (6)在普通万用表中所显示的有效值为通过计算平均值avg U ，然后校正后计算出有效值即avg rms U U 1.1≈ (7)（7）式所示的电压有效值与平均值是基于纯正弦波电压推导得出，对于含有谐波的电压波形则不适用假如将（1）式所述波形电压接入非线性负载，则可以设定电流波形为表达式为......)sin(2)sin(2)sin(2)(332211++++++=ϕωϕωϕωt I t I t I t i ……….（8） 由定义求平均值可得⎰=Tavg dt t i T I 0)(1 (9)将（8）代入（9）式，所得积分无法计算，故选用其他方式计算。
将（8）式按照傅里叶变换，可以得出......3cos 2cos cos )(3210++++=t I t I t I I t i F F F F ωωω (10)由（10）式可知，电流波形由基波和各次谐波组成由定义，计算电流有效值dt t i T I T rms ⎰=02)(1 (11)将（8）式代入（11式）可得 ∑=+=+++++=n k k nrms I I I I I I I I 2221224232221...... (12)由（8）式可知1I 为基波电流，而其他项为电流谐波，即：2122I I THD n k k ∑== (13)由（12）、（13）可得 211THD I I rms += (14)（14）式则为含有谐波电流的电流波形通过平均值计算有效值的计算公式根据瞬时功率定义)(*)()(t i t U t P = (15)将（1）、（8）式代入（15）式，并根据有功功率定义，有功功率⎰==T UI dt t P TP 011cos )(1ϕ ……………..(16) 式（16）为输入电压为纯正弦波形、电流含有谐波的功率计算表达式。
交流信号有效值的测量
交流信号有效值的测量在现代通信领域中，交流信号的有效值是一个非常重要的参数。
有效值可以用来描述交流信号的振幅大小，从而评估信号的强弱或是稳定性。
本文将介绍交流信号有效值的测量方法和相关概念，以帮助读者更好地理解和应用有效值测量。
我们需要了解什么是交流信号。
交流信号是指在一定时间内，信号的电压或电流大小呈现周期性变化的情况。
例如，交流电压的波形通常为正弦波或方波。
而直流信号则是一种恒定电压或电流大小的信号。
交流信号与直流信号的主要区别在于交流信号具有周期性变化的特点。
在测量交流信号有效值时，我们通常使用均方根值来表示。
均方根值是指信号的平方平均值再开根号。
它可以反映交流信号的振幅大小，不受信号波形的影响。
例如，对于一个正弦波信号，其均方根值等于其峰值的一半。
均方根值的单位与信号的单位相同，通常为伏特（V）或安培（A）。
测量交流信号有效值的方法有多种，下面我们将介绍两种常用的方法。
第一种方法是使用示波器进行测量。
示波器是一种用于观察和测量电信号的仪器。
通过连接示波器的探头到信号源上，我们可以在示波器的屏幕上观察到信号的波形。
示波器通常可以直接测量信号的有效值，并显示在屏幕上。
这种方法简单直观，适用于频率较低的信号测量。
第二种方法是使用电压表或电流表进行测量。
这种方法适用于频率较高的信号测量，例如无线电频率或高速数字信号。
我们可以将电压表或电流表连接到信号源上，通过选择交流测量模式，仪器会自动测量信号的有效值并显示出来。
这种方法比较灵活方便，适用于各种交流信号的测量。
除了示波器和电压表、电流表，还有其他一些专用的仪器可以用于交流信号有效值的测量，例如频谱分析仪、多用途测试仪等。
这些仪器在不同的应用场景下具有不同的优势和适用性。
在实际应用中，交流信号有效值的测量非常重要。
它可以用于评估信号的强弱、稳定性和质量。
例如，在电力系统中，有效值的测量可以用于评估电压或电流的稳定性，以保证电力系统的正常运行。
在通信系统中，有效值的测量可以用于评估信号的强度和质量，以保证通信的可靠性和稳定性。
浅谈交流电的有效值和平均值
浅谈交流电的有效值和平均值本帖最后由 yangjs0720 于 2012-1-1 09:03 编辑貌似⼤家对这个问题不感兴趣了，不妨说说我的看法。
楼主对交流电的峰值、有效值、平均值的解说由浅⼊深，通俗易懂，读后很受启发，本来有些模糊的概念清晰起来了。
不过对于交流电的平均值有些想法与楼主商榷。
交流电主要有两⼤功能：传输转换电能和表达处理信号，前者为强电，后者为弱电，所以表征交流电的参数应该能体现在这两⽅⾯的特征，在传输转换电能⽅⾯，应该以能反映做功能⼒⼤⼩的量作为表征量，这就是⼤家熟悉的有效值，在数学表达上，其峰值也有其不可替代的作⽤，所以正弦交流电的三要素中表⽰⼤⼩的就是有效值和峰值，平均值并不具有这些作⽤；表达和处理信号的正弦交流电也不需要⽤平均值表⽰，峰值最能说明信号的⼤⼩，所以基础电路课程的教科书上均没有关于正弦交流电的平均值的定义和讨论，只是在讨论有效值的时候，会提到由于正弦交流电的平均值为0，不能⽤来描述正弦电流或电压的实际作⽤效果，所以引⼊有效值的概念。
因此我认为讨论正弦交流电的平均值其实没有太⼤的意义，当然这是本⼈读书不多才疏学浅的想当然，不是什么经典理论。
⾄于测量平均值的仪表，如果按楼主关于正弦交流电的平均值的定义，即正弦交流电的绝对值的平均值，那么整流系仪表就应该是测量平均值的仪表，如万⽤表的交流档，但我们没有看到过⼀只标明是测量平均值的电压表或电流表，万⽤表的交流档也是按有效值刻度的，为啥不按平均值刻度呢？应该是举⼿之劳是不是？我认为⾄少有两个原因：第⼀它只能⽤于测量纯交流的“平均值”如果交流电有直流成分，就不能正确显⽰，这是楼主那种平均值的定义的缺陷；第⼆就是正弦交流电的平均值本来有没有意义，没有价值，不需要测量。
顺便说⼀下，测量正弦交流电的有效值，其实应该⽤电磁系仪表，万⽤表交流档测的确实是交流电绝对值的平均值，但因为这个值与有效值之间有⼀个固定的⽐例，就是0.9倍，所以可以间接表⽰有效值。
(完整word版)交流电习题及答案
一、交流电的产生1．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势，下面说法正确的是A．当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最小B．当穿过线圈的磁通量最大时，感应电动势最大C．当穿过线圈的磁通量是零时，感应电动势最小D．当穿过线圈的磁通量是零时,感应电动势最大2．已知交变电流的瞬时值的表达式是i＝5sin50πt （A), 从t=0到第一次出现最大值的时间是：A．6。
25秒B．1/200秒C．1/150秒D．1/100秒3．如图1示的正弦交流电流，其流瞬时值的表达式为________________________。
图1 图2 4．如图2所示的交流电电流的瞬时值的表达式为___________________________，已知时间t＝0.0025秒时交流电电流的值为14。
14安。
5．一单匝线圈面积为S,在磁感强度为B的匀强磁场中，以角速度ω匀速转动，其感应电动势e ＝εm sinωt,则下面判断正确的是A．εm＝BSωB．ωt是线圈平面和中性面之间的夹角C．εm＝nBSωD．ωt是线圈平面和中性磁场方向的夹角6．图3为单匝线圈面积为S在磁感强度为B的匀强磁场中匀速转动，感应电动势e ＝εm sinωt，感应电流i＝I m sinωt（1) 在题中将线圈的转速提高一倍其他条件不变则电动势的表达式为A．e＝εm sinωt B．e＝2εm sinωtC．e＝2εm sin2ωt D．e＝εm sin2ωt(2）题中产生的最大感应电流为I m要使感应电流的最大值变为2I m可用的方法是：A．把磁感应强度变为2B B．把转动角速度变为2ωC．用同样的导线做成一个面积为2S的线圈图3D ．用同样的导线做成一个每边都是原长2倍的线圈7．若上题中线圈是正方形边长为0。
2m ，磁感应强度B ＝1T ，转动角速度 ω＝500π rad/s ，线圈每条边的电阻都为R ＝10Ω，那么图示位置时 (1) 回路中的电流强度为A ．0AB ．12。
实验四 交流电压表的测量及分析
实验四 交流电压表的测量及分析一、实验目的和要求1． 了解交流电压测量的基本原理。
2． 熟悉实验所用模拟电压表和数字电压表的性能参数，掌握电压表的基本测量方法。
3． 分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的响应，以及它们之间的换算关系。
能对不同检波特性电压表的读数进行解释和修正，并对测量结果做误差分析。
4． 认真按实验内容的要求进行实验，记录有关的数据和波形，回答实验内容中提出的有关问题，并按时提交实验报告。
二、预习要求1．复习好教材《电子测量与仪器》第五章电压测量的理论知识，掌握电压测量的基本方法。
2．参照实验仪器使用说明书，预先了解实验仪器的性能指标及熟悉实验仪器各旋钮、开关的作用。
3．详细阅读实验指导书，作好测试记录和绘制波形的准备。
三、实验原理一个交流电压的大小，可以用峰值，平均值，有效值U ，以及波形因数K F ，波峰因数K P 等表征，若被测电压的瞬时值为，则全波平均值为有效值为波形因数为 波峰因数为而用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一般来说，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的，但是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。
因此，如何利用不同检波特性的电压表的示值（即读数）来正确求出被测电压的均值，峰值，有效值U ，这便是一个十分值得注意的问题。
根据理论分析，不同波形的电压加至不同检波特性的电压表时，要由电压表读数确定被测电压的、U 、，一般可根据表4－1的关系计算。
从表4－1可知，用具有有效值响应的电压表和平均值响应的电压表分别对各种波形的电压测量时，就算读数相同，要正确求出被测电压的均值、有效值U 和峰值，很多情况下还需进一步的换算。
更详细的波形参数请参见教材160页表5.1。
U ˆU )(t u ⎰=Tdtt u TU 0)(1⎰=Tdtt u TU 02)(1U U K F =U UK P ˆ=U U ˆU ˆU U U ˆ四、实验仪器设备1．数字双踪示波器TDS－1002B 一台2．DDS函数信号发生器DG1022 一台3．交流模拟毫伏表（平均值检波）WY2174A 一台4．交流数字毫伏表（有效值检波）TD1914C 一台5．超高频毫伏表（峰值检波）WY2282 一台6．数字万用表VC88E 一台五、实验步骤注意：1、由于毫伏表都有量程选择，并且当量程超载时很容易损坏仪器，所以必须确认量程的选择正确，当你无法确定被测信号电压的大小时，毫伏表应选择相对较大的量程。
交流电的有效值求解技巧
第15讲交流电的有效值求解技巧【技巧点拨】1．求交变电流有效值的方法有：(1)利用I＝I m2、U＝U m2、E＝E m2计算，只适用于正弦式交流电．(2)非正弦式交流电有效值的求解应根据电流的热效应进行计算，即让交变电流和直流电流通过相同的电阻，若在相同的时间里产生的热量相同，则交变电流(电压)的有效值就等于这个直流电流(电压)的值，即求解交变电流有效值问题必须在相同电阻、相同时间、相同热量的“三同”原则下求解．2．应用有效值要注意以下几点：(1)各种使用交流电的用电器上所标的额定电压、额定电流均指有效值．(2)交流电压表和交流电流表所测的数值为交流电压和电流的有效值．(3)在进行电功、电热、电功率的计算时，所代入的交流电压和电流的数值为有效值．(4)凡没有特别说明的，指的都是有效值．通常所说的照明电路电压是220 V就是指的电压的有效值．【对点题组】1．在相同的时间内，某正弦交变电流通过一阻值为100 Ω的电阻产生的热量，与一电流3 A 的直流电通过同一阻值的电阻产生的热量相等，则()A．此交变电流的有效值为3 A，最大值为B．此交变电流的有效值为，最大值为6 AC．电阻两端的交流电压的有效值为300 V，最大值不确定D．电阻两端的交流电压的有效值为V，最大值为600 V2．把一只电热器接在100 V的直流电源上，在t时间内产生的热量为Q，若将它分别接到U1＝100sin ωt V和U2＝50sin2 ωt V的交流电源上，仍要产生Q的热量，则所需时间分别是()A．t，2t B．2t，8tC．2t，2t D．t，4t3．如图表示一交流电电流随时间变化的图像，其中电流的正值为正弦曲线的正半周，其最大值为I m；电流的负值强度为I m，则该交流电的有效值为()A.I m2B.2I m C ．I m D.32I m4．如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了调节亮度．给该台灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为 ( )A ．220 VB ．110 VC ．2202VD ．1102V5.如图表示一交变电流随时间变化的图象．其中，从t ＝0开始的每个T2时间内的图象均为半个周期的正弦曲线．求此交变电流的有效值是多少？【高考题组】1．（2012北京）一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 ( ) A ．5 VB ．5VC ．10 VD ．10V2．（2011安徽）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )A.BL 2ω2RB.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.BL 2ω4R答案精析【对点题组】 1．【答案】 A【解析】 根据交变电流有效值的定义知，交变电流的有效值即为直流电的电流值，为3 A ．根据正弦交变电流有效值与最大值的关系，可知交变电流的最大值为A ，A 正确；B 错误；根据欧姆定律U ＝IR ，则有U 有效＝I有效R ，U m ＝I m R ，故电阻两端的交流电压的有效值为300 V ，最大值为300V ，C ，D 错误．2．【答案】B【解析】 计算电热器在t 秒产生的热量时应该用电压的有效值，对U 1＝100sin (ωt ) V ，电压有效值为1002V ，故（100）2R .t ＝(1002)21R t ′，所以t ′＝2t ；对U 2＝50sin (2ωt )V ，电压有效值为502V ，故（100）2R t ＝(502)21R ·t ″，所以t ″＝8t . 3．【答案】 D【解析】根据有效值的定义，取一个周期T ，则 Q ＝(I m 2)2R T 2＋I 2m R T2＝I 2RT解得：I ＝32I m，故选D. 4．【答案】 B【解析】设该电压的有效值为U ，根据有效值定义有(2202)2R ·T 2＝U 2R T ，解得U ＝110 V ，则B项正确． 5. 【答案】5 A【解析】 此题所给交变电流虽然正负半周的最大值不同，但在任意一个周期内，前半周期和后半周期的有效值是可以求的，分别为I 1＝22 A ，I 2＝42A 设所求交变电流的有效值为I ，根据有效值的定义，选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相等，由焦耳定律得I 2RT ＝I 21R T 2＋I 22R T 2，即I 2＝⎝⎛⎭⎫222×12＋⎝⎛⎭⎫422×12，解得I ＝ 5 A.【高考题组】 1．【答案】C【解析】小型电热器的电阻不会改变，根据功率表达式和交流电的有效值有2(10V)P R=和RU P m 2)2/(2=可得10V m U =，答案C 。
交流电有效值及其求解策略
求 解
。
Ｂ 项 错 。 根 据 电 功 率 的 定 义 式 Ｐ 一
２ ． 组 合 交 流 电 例 ２ 如 图 ３所 示 为 一 交 变 电 流 的 电 压
个 部 分 ， 则 此 交 变 电 流 的 电 压 的 有 效 值
是 （ ） 。
、 ｕ一 ！
后 流 源
灯｝ 包两 端 的 电 压 随 时 间 按
，
正 玄 规 律 变 化如 图 ２ 甲 所
泡 两
即 （ ） × 去 Ｘ ０ ． ０ １ ｓ － ｉ － ４ × 去 × ０ ． …一
Ｕｚ × × ０
．
端 ｆ 内电 压 变 化 规 律 如 图 ２ ． 乙所 示 。若 图 甲 、
Ａ．
Ｖ Ｂ ． ５ Ｖ ｃ．
Ｖ
。． ３ Ｖ
作者 单位 ： 江 苏 省 沭 阳 高 级 中 学
４ ０
，
绕 垂 直 于 纸 面 的 ０ 轴
Ｖ
２， ｏ
图４
图２
Ａ． 第 一 次 灯 泡 两 端 电 压 有 效 值 是 ｕ。
以 角 速 度 匀 速 转 动 （ ｏ 轴 位 于磁 场 边 界 ） 。
则线 框 内产生 的感 应 电流 的有效值 为— — 。
Ｂ ・ 第二 次灯 泡两 端电 压有 效值 是亏 ｕ 。
０ ２ ｓ ， 解 得 ｕ 一
（ ｖ） ， ｃ正确 。
乙ｆ 的 Ｕ。 、 Ｔ所 表示 的 电且 、 周期 是 相 等 的 ， 贝 Ｕ １ 下 说 法 正 确 的 是 （ ）
Ｍ
３ － 未 知 交 流 电
椤 ｑ ３ 女 Ⅱ图 ４ 所 示 ×Ｘ × ×× × ×
数字万用表测量交流电压注意事项
数字万用表测量交流电压注意事项
(1)假如不知被测电压范围，可先将量程开关置于最高挡，再视状况渐渐把量程减小到合适位置。
测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。
(2)假如显示屏只显示“1”，其他位均消逝，这时应选择更高的量程。
留意：不能带电切换量程挡位。
(3)数字式万用表不得用于测量高于700V(有的万用表为750V)有效值的沟通电压，否则会损坏万用表的内部线路。
(4)测量较高沟通电压应特殊留意平安，避开触电。
(5)当误用沟通电压挡去测量直流电压，或者误用直流电压挡去测量沟通电压时，显示屏将显示“000”，或低位上的数字消失跳动。
此时应马上停止测量。
1。
关于交流电压表测有效值的一点问题(最新整理)
关于交流电压表测有效值的问题?一、引言记得很清楚高中物理题中借助交流电表的读数考查有效值问题。
比如这样的一道考题一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1 原线圈接入电压220V 的正弦交流电各元件正常工作一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上 如图所示 电压表和电流表均为理想交流电表 则下列说法正确的是 A 原、副线圈中的电流之比为5∶1B 电压表的读数约为31.11VC 若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω 则1 分钟内产生的热量为2904 JD 目，结合菁优网的分析，上题对选项B 的分析过程应该为：根据变压器的电压变化比关系=U 1U 2n 1n 2可求得副线圈两端的电压=44V ，由于二极管的单向导电性，负载电阻R 两端U 2的电压随时间变化的关系图像应如图2所示（）U m =442V 根据有效值的定义，可求得电阻R 两端的电压有效值=31.11V ，所以U R =222V B 选项正确，这里认为电压表的读数就是交流电的有效值，高中物理教程中讲“一般交流电压表的读数就是交流电的有效值”但是一般两字却让笔者产生了疑问，难道还有什么特殊情况吗？二、实验探究物理学是一门以实验为基础的科学，通过实验测量对结果检验是常用的方笔者通过在实验室做实验的机会进行了简单的测量，为了测量方便，笔者将测量电路图简化成如图3所示，接入低压正弦交流电源，发现不管如何调节电压大小，交流电压表始终没有显示，难道是电路中有断路，然而对检查之后没有发现断路，这是笔者注意到由于二极管的单向导电性，流过电阻的电流时有时无，但是方向保持不变，其两端应该是一个直流电压，既如图2所示的电压时直流电压，此时用交流电压表测量难道也有正负之分，因此笔者把交流电压表的两接线柱对调，果然交流电压表有示数了但是交流电压表的读数始终小于外接交流电压的有效值，即如果接入44 V 的正弦交流电,交流电压表的读数小于,明显交流电压表的读数不是电阻R 两端电压的有效值31. 11 V,到底为什么会出现这样的结果呢？三、原理分析电表原理应该是解决问题之本,为此笔者查阅实验所用交流电压表(J0401A 型演示多用电表)的原理线路图,把该演示多用电表中作为交流电压表部分的原理线路,简化整理后如图4所示(只画出了一个量程),结合图4所示电表原理线路进一步分析,若图1所示电路图中的电压表的上端为“ + ”接线柱,下端为“一”接线柱,由于二极管D,的单向导电性,通过表头G 的电流与图1所示电路图中的二极管是否存在无关,即电压表的示数与图1所示电路图中一极管无关,因此电压表的示数是副线圈两端的电压有效值44 V 而不是电阻R 两端的电压有效值31. 11 V,若图1所示电路图中的电压表的上端为“一”接线柱,下端为“ + ”接线柱,由于二极管的共同作用,无电流通过表头G,即电压表示数为零, 原理图的分析结果与实验吻合,可见由于交流电压表的原理的限制,导致其测量示数不一定是有效值。
测电网的交流电压有效值
测电网的交流电压有效值检测交流电压比较简单的,先看频率是50HZ还是60HZ,也就是说一个周期是20MS还是16.67MS,以采样周期=周期/采样次数.采样次数最好能大于等于8次.以50HZ,周期20MS 为例:用1ms采样周期采样交流电压,采样20次累加,求平均,就得出交流电压的电压了------------------------------------------------------------------------------- 启动以后，若干次平均，以后的平均值数据和这个平均值比较，大于0.1%偏差就不显示，连续三次大于0.1%偏差，才显示，并用新值代替旧值.----------------------------------------------------：看书上对于50HZ电压有效值的测量，在一个周期20ms（1/50毫秒）内采样40次，然后求均方根，从而得出有效值。
---------------------------------------------------------------------------------------------#include#include#include//该程序用于测电网的交流电压有效值，最后的结果将在4个LED 上显示，保留//1位小数。
//为了保证调试时数据运算的精确性，需要将PICC的double型数据选成32位union adres{int y1；unsigned char adre[2]；}adresult； //定义一个共用体bank3 int re[40]；//定义存放A/D转换结果的数组，在bank3中unsigned char k，data； //定义几个通用寄存器double squ ，squad； //平方寄存器和平方和寄存器，squ又通用为存储其//它数值int uo；bank1 unsigned char s[4]；//此数组用于存储需要显示的字符的ASII码const char table[10]={0xc0，0xf9，0xa4，0xb0，0x99，0x92，0x82，0XD8，0x80，0x90}；//不带小数点的显示段码表const char table0[10]={0x40，0x79，0x24，0x30，0x19，0x12，0x02，0x78，0x00，0x10}；//带小数点的显示段码表//A/D转换初始化子程序void adinitial(){ADCON0=0x41； //选择A/D通道为RA0，且打开A/D转换器//在工作状态，使A/D转换时钟为8T oscADCON1=0X8E；//转换结果右移，及ADRESH寄存器的高6位为"0"//把RA0口设置为模拟量输入方式ADIE=1； //A/D转换中断允许PEIE=1； //外围中断允许TRISA0=1； //设置RA0为输入方式}//spi方式显示初始化子程序void SPIINIT(){PIR1=0；SSPCON=0x30；SSPSTAT=0xC0；//设置SPI的控制方式，允许SSP方式，并且时钟下降沿发送，与"74HC595，当其//SCLK从低到高跳变时，串行输入寄存器"的特点相对应TRISC=0xD7； //SDO引脚为输出，SCK引脚为输出TRISA5=0； //RA5引脚设置为输出，以输出显示锁存信号}//系统其它初始化子程序void initial(){CCP2IE=0； //禁止CCP中断SSPIE=0； //禁止SSP中断CCP2CON=0X0B； //初始化CCP2CON，CCP2为特别事件触发方式CCPR2H=0X01；CCPR2L=0XF4； //初始化CCPR2寄存器，设置采样间隔500 μs，//一个周期内电压采40个点}//中断服务程序void interrupt adint(void){CCP2IF=0；ADIF=0； //清除中断标志adresult.adre[0]=ADRESL；adresult.adre[1]=ADRESH； //读取并存储A/D转换结果，A/D 转换的结果 //通过共用体的形式放入了变量y1中re[k]=adresult.y1； //1次A/D转换的结果存入数组k++； //数组访问指针加1}//SPI传送数据子程序void SPILED(data){SSPBUF=data； //启动发送do{；}while(SSPIF==0)；SSPIF=0；}//主程序main( ){adinitial()； //A/D转换初始化SPIINIT()； //spi方式显示初始化initial()； //系统其它初始化while(1){k=0； //数组访问指针赋初值TMR1H=0X00 ；TMR1L=0X00； //定时器1清0ei()； //中断允许T1CON=0X01； //打开定时器1while(1){if(k==40) break； //A/D转换次数达到40，则终止}di()； //禁止中断for(k=0；k<40；k++)re[k]=re[k]-0X199；//假设提升电压为2 V，对应十六进制数199H，//则需在采样值的基础上减去该值for(k=0，squad=0；k<40；k++) {uo=re[k]；squ=(double)uo；//强制把采得的数据量转换成双精度数，以便运算squ=squ*5/1023； //把每点的数据转换成实际数据squ=squ*squ； //求一点电压的平方squad=squad+squ；} //以上求得40点电压的平方和，存于寄存器 squad中squ=squad/40； //求得平均值squ=sqrt(squ)； //开平方，求得最后的电压值squ=squ*154.054；//通过变压器的变比和分压电阻分配确定该系数//以上得到了实际电网的电压值squ=squ*10；//为了保证显示的小数点的精度，先对电压值乘以10uo=(int)squ； //强制把U转换成有符号整型量sprintf(s，"%4d"，uo)；//通过sprintf函数把需要显示的电压数据转换成//ASII码，并存于数组S中RA5=0； //准备锁存for(k=0；k<4；k++){data=s[k]；data=data&0X0F； //通过按位相与的形式把ASII码转换成BCD 码if(k==2) data=table0[data]； //因为squ已乘以10，则需在第2位打小数点else data=table[data]； // table0存储带小数点的显示段码，//table存储不带小数点的显示段码SPILED(data)； //发送显示段码}for(k=0；k<4；k++) {data=0xFF；SPILED(data)；//连续发送4个DARK，使显示看起来好看一些，这点与 //该实验板的LED分布结构有关}RA5=1； //最后给一个锁存信号，代表显示任务完成}}。
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关于交流电压表测有效值的问题?
一、 引言
记得很清楚高中物理题中借助交流电表的读数考查有效值问题。
比如这样的一道考题一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1原线圈接入电压220V 的正弦交流电各元件正常工作一只理想二极管和一个滑动变阻器R 串联接在副线圈上如图所示电压表和电流表均为理想交流电表则下列说法正确的是 A 原、副线圈中的电流之比为5∶1 B 电压表的读数约为31.11V C 若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω则1
分钟内 产生的热量为2904 J
D 若将滑动变阻器的滑片向上滑动则两电表读数均减小
这类问题在互联网上很容易查到，比如在菁优网上能查到和题目时分相似的题目，结合菁优
网的分析，上题对选项B 的分析过程应该为：根据变压器的电压变化比关系U 1U 2=n
1
n 2可求得副线圈两端的电压U 2=44V ，由于二极管的单向导电性，负载电阻R 两端的电压随时间变化的关系图像应如图2所示（U m =44√2V ） 根据有效值的定义，可求得电阻R 两端
的电压有效值U R =22√2V =31.11V ，所以
B 选项正确，这里认为电压表的读数就是
交流电的有效值，高中物理教程中讲“一
般交流电压表的读数就是交流电的有效值”
但是一般两字却让笔者产生了疑问，难道
还有什么特殊情况吗？
二、 实验探究
物理学是一门以实验为基础的科学，通过实验测量对结果检验是常用的方笔者通过在实验室做实验的机会进行了简单的测量，为了测量方便，笔者将测量电路图简化成如图3所示，接入低压正弦交流电源，发现不管如何调节电压大小，交流电压表始终没有显示，难道是电路中有断路，然而对检查之后没有发现断路，这是笔者注意到由于二极管的单向导电性，流过电阻的电流时有时无，但是方向保持不变，其两端应该是一个直流电压，既如图2所示的电压时直流电压，此时用交流电压表测量难道也有正负之分，因此笔者把交流电压表的两接线柱对调，果然交流电压表有示数了但是交流电压表的读数始终小于外接交流电压的有效值，即如果接入44 V 的正弦交流电,交流电压表的读数小于,明显交流电压表的读数不是电阻R 两端电压的有效值31. 11 V,到底为什么会出现这样的结果呢？
三、原理分析
电表原理应该是解决问题之本,为此笔者查阅实验所用交流电压表(J0401A 型演示多用电表)的原理线路图,把该演示多用电表中作为交流电压表部分的原理线路,简化整理后如图4所示(只画出了一个量程),结合图4所示电表原理线路进一步分析,若图1所示电路图中的电压表的上端为“ + ”接线柱,下端为“一”接线柱,由于二极管D,的单向导电性,通过表头G的电流与图1所示电路图中的二极管是否存在无关,即电压表的示数与图1所示电路图中一极管无关,因此电压表的示数是副线圈两端的电压有效值44 V而不是电阻R两端的电压有效值 31.
11 V,若图1所示电路图中的电压表的上端为“一”接线柱,下端为“ + ”接线柱,由于二极管的共同作用,无电流通过表头G,即电压表示数为零, 原理图的分析结果与实验吻合,可见由于交流电压表的原理的限制,导致其测量示数不一定是有效值。
“一般”两字对这一问题进行了提醒，要弄清这里“一般”两字对这一问题进行了提醒,要弄清这里的"一般”包含哪些情况就必须进一步认识交流电表。
四，进一步认识交流电流表
通过查阅资料可知,交流电表分为磁电式、电磁式和电动式三种。
而磁电式电表又叫整流式电表, 有半波整流式和全波整流式两种。
整流式电表的表头G 就是人教版教材选修3 - 1⑴第93页介绍的磁电式电流表,当有电流通过表头G 时,内部的可动的通电线圈在固定的永磁体产生的辐向磁场中转动,从而带动指针偏转,其偏转角度与电流或电压(对于变化的电流或电压,是电流或电压的平均
值) 的大小成正比,由于正弦交变电流i=√2Isinwt的平均值I=1
T ∫√2
T
Isinwtdt=
0,所以通过表头G的电流是正弦交变电流时,由于平均电流为零,指针不偏转。
因此整流式电表利用二极管的整流作用, 保证通过表头G的电流是直流,平均电流不为零指针才发生偏转。
前面实验测量用的交流电压表是半波整流式交流电压表,通过内部的二极管D,
的整流作用,把正弦交流电压u=√2Usinwt整流成如图2所示的正弦式半波直流
电压,其平均值为U̅
平=1
T
∫√2
T
2
Usin2π
T
tdt=U
2.22
,表头指针偏转和平均值U̅
平
成正比
设如图4所示的交流电压表的表头G满偏电流为I g内阻为R,则表头G满偏时加在
电压表两端的电压为U′=(I g
R2r+I R)R1+I g r=(R1
R2
r+R1+r)I g如何把U′作为
量程进行刻度, 则用该电压表测量正弦交流电压u=√2Usinwt时读数是正弦式半波直流电压的平均值0.45U̅。
而半波整流式交流电压表是取量程k U′进行刻度(这里K叫电表的定度系数,是交流电的有效值与整流后的直流电的平均值的比值,即对半波整流式交流电压表K=U
U̅
=2.22)
全波整流式交流电压表的讲话原理如图5所示，由于四个二级管的共同作用，能
够把正弦交流电压整流成如图6所示的正弦式全波直流电压，其平均值U̅
平
=
1 T ∫√2
T
Usin2π
T
tdt=U
1.11
，全波整流式交流电压表在刻度盘进行刻度时，取定度系
数 K=U
U
=1.11从而测量正弦交流电u=√2Usinwt时读数就是有效值U。
若图1所示的电路中的电压表是全波整流式交流电压表，正弦式半波直流电压加在电压表两端，不管“+”、“一”接线柱如何接，流过表头G的电流相同，表头的指针偏转角度和正弦式半波直流电压的平均值成正比，由于正弦式半波直流电压的平均值是正弦式全波直流电压的平均值的一半，因此指针偏转角度为一半。
[1]根据上面的分析可知整流式交流电压表真正检测出来的是整流后的直流电压的平均值，只是在刻度盘刻度时根据定度系数刻成有效值，从而能够直接测量有效值。
当测量非正弦交流电压时，由于其有效值和整流后的直流电压的平均值的比值不等于电表的定度系数，因此电压表的示数就不是有效值了，但如果用读数除以电表的定度系数能够得到该非正弦交流电压整流后的直流电压的平均值。
可见整流式交流电压表只能测量正弦交流电压的有效值。
电磁式电表和电动式电表的共同特征是表头中用固定线圈来代替永磁体，电动式电表的表头中，被测电流同时通过固定线圈和可动线圈时，可动的通电线圈在固定线圈体产生的磁场中转动，带动指针偏转;而电磁式电表的表头中是固定线圈有被测电流通过时形成较强的磁场，可动的软磁性材料(如铁片)被磁化在磁场中转动，带动指针一起偏转。
从而一方面电流方向变化时指针偏转方向不变，内部不需要二极管进
行整流，交变电流直接通过表头，另一方面指针偏转的角度和交变电流的平方的平均值成正比，而有效值又称方均根值，即交流电的有效值等于电流瞬时值的平方在一个周期内平均值的平方根，因此这两种电表的指针偏转的角度和交流电的有效值的平方成正比，电表直接检测的是交流电的有效值。
因此可以测量任意变化的电流，同时也能够测量直流，即没有交、直流电表之分。
五、总结
对于物理现象的认识，我们不能只停留在表面，而是应该弄清事物的内在原理，同时我们应该注重实验的作用。
如果我们用交流正弦电压表测量正
弦半波直流电时，那么在读数的基础上再乘以√2才是我们要得到的结果。
同时必须强调，我们现在用的一般交流电压表只能用于测量正弦电压的有效值，对于其他非正弦的信号的测量是得不到有效值的。
我们在完成习题时，要带着问题的意识去读题、解题，解后对习题本身及解法进行反思，把涉及的每一个知识点和教材对照，不放过每一个字，不去做主观的猜测和判断(比如本文开头的考题的命题者可能就没有注意到教材的“一般”两个字，以及可能根据有效值的定义主观猜测交流电表的是根据热效应设计的)，必要时多讨论，力求不出现不适当的命题，以免形成错误的认识。