(完整word版)交流电经二极管半波整流后的直流值和有效值的不同用途
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交流电经二极管半波整流后的直流值和有效值的不同用途
有人认为,经二极管半波整流后流过负载的电流只有直流成份,因而用负载的直
流电压(或直流电流)来计算负载消耗的有功功率。如对于功率 P=2000W,电阻为
R的电炉,经二极管半波整流后电炉两端的直流电压为0.45U(U为市电交流电压
有效值,在我国U=220V),而电炉两端电压有 效值则为0.707U。由此求得电炉
消耗的有功功率分别为:
可见两种计算结果相差甚大。实测结果表明,用负的直流电压或直流电流来
计算负载消耗的有功功率是错误的,现分析说明如下。
市电正弦交流电压经二极管半波整流后,负载电压被削去半波,因而负载电
流也被削去半波,但仍然是周期电流。此电流是脉动直流电流,它的大小是随时
间而变化的,如附图所示。
此电流与由蓄电池等直流电源提供的恒定直流电是完全不同的。由于此电流
大小时刻在变化,因此人们用有效值、平均值来表征此电流的特性,从而避免在
实际使用中要用微机分来进行计算。
对于电流来说,电流的热效应以及两个流过同一电流的线圈之间引起的电动
力都是与电流的平方成正比。以热效应为例,当周期电流通过一电阻时,该电阻
在一周期内所吸收的电能为。而产生的热量为:
可见,周期电流的有效值可算作一个直流电流值,这个直流电流通过电阻时,
在等于一个周期的时间内电阻所吸收的电能量,与周期电流通过同一电阻在同样
长的时间内电阻所吸收的电能量相同。所以知道了周期电流的有效值,它所产生
的热效应就可以很方便的算出。
因此,计算经半波整流后流过负载的电流所产生的热量,或者说计算此时负
载消耗的功率一定要用有效值,而绝不能用平均值(直流值、直流分量)计算。
非正弦周期电流的平均值等于此电流绝对值的平均值。即
可见此直流电流是用来选择二极管型号或校验二极管是否过载用的。
对于同一非正弦周期电流(经二极管半波整流后的电流则属此类),当我们用
不同类型的仪表进行测量时,就会得出不同的结果。例如用电磁系仪表(直 流仪
表)测量时,所得结果是电流的恒定分量;用电磁系或电动系仪表测量时,所得结
果是电流的有效值;用全波整流磁电系仪表测量时,所得结果是电流的平均 值。
由此可见,在测量非正弦周期电流或电压时,要注意选择合适的仪表,并注意各
种不同类型仪表的读数所示的含意。