首页理论教育交流电压的表征及参数分析

交流电压的表征及参数分析

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：交流电压的峰值、平均值和有效值是交流电压的基本参数，一个交流电压的幅度特性可用峰值、平均值、有效值、波形因数、波峰因数五个参数来表征。但当交流电压的直流分量为零时，其正峰值Up+和负峰值Up－的绝对值及交流电压的振幅值Um都是相等的。没有特殊说明时，交流电压的测量值都是指有效值。

交流电压的峰值、平均值和有效值是交流电压的基本参数，一个交流电压的幅度特性可用峰值、平均值、有效值、波形因数、波峰因数五个参数来表征。

1.峰值Up

一个周期性交流电压u（t）在一个周期内所出现的最大瞬时值称为该交流电压的峰值Up。峰值Up是参考零电平计算的。有正峰值和负峰值之分，分别用Up+和Up－表示。

含直流分量的交流电压，其正峰值Up+和负峰值Up－的绝对值大小是不相等的；与交流电压的振幅值Um也是不相等的。但当交流电压的直流分量为零时，其正峰值Up+和负峰值Up－的绝对值及交流电压的振幅值Um都是相等的。这里要特别注意峰值Up与振幅Um的区别，区别点在参考电平不相同，峰值Up是相对于零电平值，而振幅Um是相对于直流分量值。

不同情况下的峰值与振幅值的含义如图5-13所示。

pagenumber_ebook=129,pagenumber_book=123

图5-13　交流电压的峰值与振幅值

2.平均值 pagenumber_ebook=129,pagenumber_book=123

交流电压的平均值在数学上定义为

pagenumber_ebook=129,pagenumber_book=123

显然，不含直流分量的正弦信号的电压平均值为零。用这种定义来表征正弦信号的幅度特性是没有实际意义的，所以在实际的测量中是用检波后的平均值来表征正弦信号的幅度特性。检波分半波检波和全波检波两种，检波后的波形如图5-14所示。

pagenumber_ebook=129,pagenumber_book=123

图5-14　正弦信号经检波后的波形

通常用全波检波后的波形的平均值来表征正弦信号的幅度特性，故有

pagenumber_ebook=129,pagenumber_book=123

半波检波后的平均值是全波检波后的平均值的一半，即为正弦信号电压平均值的一半。以上是以理想正弦信号为典型例子来定义平均值，实际上各种交流信号波形电压的平均值都是用式（5-6）定义。

3.有效值U

交流电压的有效值理论上定义为：在交流电压的一个周期内，该交流电压在一纯电阻负载中产生的热量与一个直流电压在同样情况下产生的热量相等时，则定义这个直流电压值为该交流电压的有效值。数学上交流电压的有效值定义为它的均方根值。

pagenumber_ebook=130,pagenumber_book=124

没有特殊说明时，交流电压的测量值都是指有效值。

4.波形因数Kf

交流电压的有效值与平均值之比称为该交流电压的波形因数，用Kf表示。

pagenumber_ebook=130,pagenumber_book=124

正弦信号的波形因数Kf＝1.11。

三角波的波形因数Kf＝ pagenumber_ebook=130,pagenumber_book=124

方波信号的波形因数Kf＝1。

5.波峰因数KP

波峰因数KP定义为峰值与有效值之比。

pagenumber_ebook=130,pagenumber_book=124

正弦信号的波峰因数

三角波的波峰因数

方波信号的波峰因数KP＝1。