交流電壓表



用於測量電路任意兩點之間交流電壓的儀器稱為交流電壓表。如果交流電壓表包含整流器,則稱其為基於整流器的交流電壓表。

直流電壓表僅測量直流電壓。如果要使用它來測量交流電壓,則必須遵循以下兩個步驟。

  • 步驟1 - 使用整流器將交流電壓訊號轉換為直流電壓訊號。

  • 步驟2 - 測量整流器輸出訊號的直流或平均值。

只需在基本直流電壓表中加入整流器電路,即可得到基於整流器的交流電壓表。本章將討論基於整流器的交流電壓表。

基於整流器的交流電壓表的型別

以下是基於整流器的交流電壓表的兩種型別

  • 使用半波整流器的交流電壓表
  • 使用全波整流器的交流電壓表

現在,讓我們逐一討論這兩種交流電壓表。

使用半波整流器的交流電壓表

如果在直流電壓表前面連線一個半波整流器,則整個組合稱為使用半波整流器的交流電壓表。使用半波整流器的交流電壓表的框圖如下所示。

AC Voltmeter Using Half Wave Rectifier

上述框圖包含兩個模組:半波整流器和直流電壓表。透過在上述框圖中用相應的元件替換每個模組,即可得到相應的電路圖。因此,使用半波整流器的交流電壓表的電路圖將如下所示。

PMMC Galvanometer

正弦(交流)輸入電壓訊號的有效值

$$V_{rms}=\frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$$

$$\Rightarrow V_{m}=\sqrt{2} V_{rms}$$

$$\Rightarrow V_{m}=1.414 V_{rms}$$

其中,

$V_{m}$是正弦(交流)輸入電壓訊號的最大值。

半波整流器輸出訊號的直流或平均值為

$$V_{dc}=\frac{V_{m}}{\pi}$$

代入上述方程中的$V_{m}$值。

$$V_{dc}= \frac{1.414 V_{rms}}{\pi}$$

$$V_{dc}= 0.45 V_{rms}$$

因此,交流電壓表產生的輸出電壓等於正弦(交流)輸入電壓訊號有效值的0.45倍。

使用全波整流器的交流電壓表

如果在直流電壓表前面連線一個全波整流器,則整個組合稱為使用全波整流器的交流電壓表。使用全波整流器的交流電壓表的框圖如下所示。

AC Voltmeter using Full Wave Rectifier

上述框圖包含兩個模組:全波整流器和直流電壓表。透過在上述框圖中用相應的元件替換每個模組,即可得到相應的電路圖。

因此,使用全波整流器的交流電壓表的電路圖將如下所示。

Circuit Diagram of Ac Voltmeter

正弦(交流)輸入電壓訊號的有效值

$$V_{rms}=\frac{V_{m}}{\sqrt{2}}$$

$$\Rightarrow V_{m}=\sqrt{2} \:V_{rms}$$

$$\Rightarrow V_{m}= 1.414 V_{rms}$$

其中,

$V_{m}$是正弦(交流)輸入電壓訊號的最大值。

全波整流器輸出訊號的直流或平均值為

$$V_{dc}=\frac{2V_{m}}{\pi}$$

代入上述方程中的$V_{m}$值。

$$V_{dc}=\frac{2\times 1.414 \:V_{rms}}{\pi}$$

$$V_{dc}=0.9 \:V_{rms}$$

因此,交流電壓表產生的輸出電壓等於正弦(交流)輸入電壓訊號有效值的0.9倍。

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