03.04 交流变直流为什么是1.4倍?

小鱼人的翅膀


交流变直流为什么是1.4倍?

答:这和我们平时描述交流电电压值的习惯有关系,我们平时讲380V/220V交流电压,但我们称的这个电压是有效值,不是交流电压的峰值。

比如按220V的交流电通过桥式电路整流后变成脉冲直流,在不带负载的情况下滤波电容上面的电压值就是我们交流电的峰值电压。

交流电压有效值即为正玄波换算成等效方波的幅值

Vrms是交流电的有效值,Vpk是交流电的峰值。

计算下来可以得到结果:(不能编辑公式!只能WORD里面编辑了截图!好烦,建议悟空添加编辑器)

以上是单相桥式整流电路计算得出来的波形图以及计算,但需要说明这是不在负载时的整流出来的电压值,如果带上负荷后电压值会变低。

接线来我们看看三相桥式整流出来后得到的直流电波形图:

380V的三相交流电,相电压依然是220V、线电压是380V,这个时候计算桥式整流电路负载承担的最大压降按线电压来计算,最大压降为380V×1.4=532V

但我们在实际应用中是需要带负载的,所以一般需要计算整流后得到的直流的有效值。

计算方法和三相电源的有效电压一样。计算平均电压。

计算结果是U(有效电压)=2.34U(相电压)=1.35U(线电压)


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凤栖夕阳


原标题:交流变直流为什么是1.4倍?

这是因为正弦交流电压经整流及电容滤波后,其输出直流电压空载时是交流电压的最大值(峰值),它是有效值的√2倍,即1.4倍。

下面结合全波整流滤波模拟仿真电路及波形进行简要分析。



图中电源为正弦波交流电压源,为直观便于计算,设置的电压参数为有效值100V,但它的最大值也叫峰值为有效值100V的√2倍,即100×√2=100×1.414=141.4(Ⅴ)。经二极管全波整流后,得到左边的脉动直流电压波形,频率为100Hz。这时用数字万用表直流电压档,测到的负载电阻两端的电压并不是141.4V,也不是有效值100V,而是这种波形在一个周期内的平均值100×2√2/π≈90V。只有开关k闭合,47uF滤波电容接入后,负载电阻两端才得到纹波很小的直流电压,如右边波形。此时电压值约等于正弦波交流电压的最大值(峰值),即100×1.414=141.4V,用数字万用表测量也非常接近这个数值。这样的回答不知网友是否满意。

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2018.03.15 6:33 发布于北京。


卖炭翁DQ


本人从事硬件开发工作8年多了,虽然不能说精通模拟电子,但还是有一些心得和经验。题主问的交流变直流为什么是1.4倍,其实是有前提条件的,只有在整流电路的负载很轻的条件下才成立,负载越重,整流后的直流电压越小,当然还和平滑电容的大小有关系,因此这个问题应该是交流变直流最大是1.4倍左右。

对于如下的整流电路,RL为负载,C为平滑电容,D1~D4为二极管搭的整流桥,由于二极管的特性,整流电路中的电流只能从电源流向电容和负载,而不能反过来流动。电容C具有储能的作用,所以电容两端的电压是缓慢变化的。只有当电源的瞬时电压大于电容电压是电源才会对电容补充能量。



轻载时

这样的话,当负载RL很轻时,比如2K,电容的能量通过RL消耗很慢,还没消耗多少能量时电源就对电容补充能量,致输出电压波动比较小,接近电源电压的峰值,也就是电源电压有效值的1.414倍左右,如下图。


重载时

当负载较重时,比如100欧,电容的能量通过RL消耗的较快,电源对电容补充能量前已消耗了较多能量,致输出电压波动比较大,致输出电压的平均值远小于电源电压有效值的1.414倍左右,如下图



口口木的笔记


关于楼主提出的问题,从交流电直流电两个方面进行分析。

直流电

直流电(DC,direct current),直流电压随着时间变化大小和方向都不会发生改变。(PS:这里指的是恒定直流电。对于脉动直流电方向不变,但大小随时间变化。)

交流电

交流电(Alternating Current,缩写:AC),交流电压随着时间变化大小和方向发生周期性变化。

如图所示,直流电压和交流电压的区别。

生活中使用的市电是正弦波形交流电。正余弦交流电的峰值与振幅相对应,而有效值大小则由相同时间内产生相当焦耳热的直流电的大小来等效。

此时定义直流电流I为交流电流i的有效值,定义直流电压U为交流电压u的有效值。对于正弦波形交流电峰值与有效值的关系为:

imax = √2i

Umax = √2u

√2 = 1.4142135623731(为方便计算取值1.4)


因此楼主提出的交流变直流,是对于有效值计算的一种1.4倍转换关系。

交流电经过滤波(用电感或电容)以后变成平滑直流电,但是其中仍会存在脉动成分(称纹波系数),大小视滤波电路的滤波效果。得到的直流电也不是理想的恒定直流电。

希望能有帮助!喜欢的话,关注一下!我会继续带来更多科学小知识。

不足之处,敬请指正。


科技逗


简言之,指的是频率为50Hz220v的正弦波交流电,220V指的是有效值,因其波幅是随时间作大小有规律波动的,220v它既不是电压的最大值也不是最小值,经整流滤波后使电压达到最大值约为311V,即最大值约为有效值的1.414倍。


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