示波器能測量220V交流電嗎？

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' g  O& f. h0 }# J1 Q示波器在合理的操作下是能夠測量市電的。
' Q# c" a% D: X/ B( N
, O, k8 |1 `' y6 C/ Y! M市電就是我們所說的工頻交流電（AC），有50Hz和60Hz兩種，世界上不同的國家電壓標(biāo)準(zhǔn)也不同，常見的是歐盟230V，日本100V，美國120V，我國使用的是220V，50Hz的標(biāo)準(zhǔn)。我們以某示波器為例，在示波器通道接口處有明確標(biāo)識，輸入400Vpk。

" ?4 y+ T# S  ~! r0 T: f那這是不是說明示波器可輸入電壓400V遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市電220V的電壓呢？

這里有一個(gè)重要的細(xì)節(jié)要搞清楚。
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* ]; ~$ O' w  B. w' \我們常說的市電220V這個(gè)電壓是指有效值，完整的單位應(yīng)該是220Vrms，而示波器接口的輸入電壓是400Vpk，Vpk指的是峰值電壓。
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, o/ `" o! G* n, e( F- j
  在這里我們需要進(jìn)行一下?lián)Q算：
% ]: a: o% L2 G, {+ e有效值
交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來定義的，讓一個(gè)交流電流和一個(gè)直流電流分別通過阻值相同的電阻，如果在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，那么就把這一直流電的數(shù)值叫做這一交流電的有效值。

4 f1 `, Z/ Z! }- {2 Q那么我們假設(shè)，交流電流 i通過電阻 R 在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生的熱量和直流電流 I 通過同一電阻 R 在相同時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量相等 , 則這個(gè)直流電流I 的數(shù)值叫做交流電流 i 的有效值 ,用大寫字母U、I表示 ,最大值用Um、Im 表示。
" ^: |3 ~- r5 Z" R5 o" |+ S0 {) ^& Q
% ~) U# u  H* i2 N5 p! J一個(gè)周期內(nèi)直流電通過電阻 R 所產(chǎn)生的熱量為：
1 @( ?/ E5 J1 K! q! ~
5 `; b0 I3 K. \4 O# t( Z: k交流電通過同樣的電阻 R，在一個(gè)周期內(nèi)所產(chǎn)生熱量：

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那么
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3 i) T) J2 c( r( F0 j5 O由于

' j! V4 \, S& C4 J5 U經(jīng)過推導(dǎo)我們可得



即
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8 `% D2 I& W$ M& K0 T
! r  i7 Z! _% \' W, ?0 e那么我們的示波器可測量的有效值為：

+ T$ H+ O( q* t/ C; t

現(xiàn)在我們才可以真正拿兩個(gè)數(shù)值來比較，示波器允許輸入的電壓282.84Vrms是要大于我們市電220Vrms的。

" x) d5 L; i  Y; d/ a4 i$ t在這里可能有朋友要提出疑問了，示波器測量并不是直接測量，難道不是要接入探頭嗎？
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沒錯(cuò)，以上主要是講解了示波器上標(biāo)稱電壓和我們常說市電的關(guān)系，但是真正能不能測，還是要看探頭。
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1 u7 ~4 B8 F) R9 i1 z9 b# _同樣以SDS1000X-C為例，我們標(biāo)配的探頭是無源探頭，型號是PP510，有1X和10X兩個(gè)檔位，在不同的檔位下，他們可允許測試的電壓等級不同，分別是
1X: 150V RMS CAT II
" T/ ]3 L& T7 i7 ^10X: 300V RMS CAT II
由數(shù)據(jù)可知，PP510在10X檔位下允許測試最大的電壓有效值為300V，這個(gè)是滿足我們測量需求的，所以說，普通標(biāo)配的無源探頭是可以測量市電的，但是需要在正確的檔位下即10X。

0 C* P) m/ `  J0 t6 D% @- `了解了示波器及探頭在理論上可以測量市電，那么怎么操作呢？

市電線路由火線、零線和地線組成。
3 q/ X0 x: _, \
火線（L）
也被稱之為相線，一般為紅、黃、綠色，為由發(fā)電站或變電站提供，電壓220V，人體接觸會發(fā)生危險(xiǎn)。
. Q9 Y: J8 d( j- i/ \零線（N）
為火線提供回路，一般為黑、藍(lán)色，在發(fā)電站或變電站端接地；由于是遠(yuǎn)端接地，所以在居民樓用戶端電位不一定為零，可能帶弱電，對比于火線較為安全。
7 }/ B9 w, r4 `注：當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)零線帶弱電時(shí)，有可能也是正常的。
) Z& J+ K  X, P5 Z) t0 G地線（E）
5 y" z( K; F8 d: W* ^$ z3 ^零電勢參考點(diǎn)，一般為黃綠雙色線，在居民樓用戶端接大地，零電壓，絕對安全。
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1 K* c) I; `) i& o9 d
一般的示波器都是不帶隔離的，外殼、通道外金屬還有探頭地線都是直接與市電地線相連接，在測試中非常容易犯的一個(gè)錯(cuò)誤就是直接把示波器探頭的信號線接火線，地線接零線，這是絕對不允許的，因?yàn)榛鹁�與地線短路或者是零線和地線短路，都非常危險(xiǎn)！

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+ e/ z% U% d2 S( d在民間，也有一些偏方，可能有些朋友也想到了，地線會短路，那我把示波器的地線去掉不就行了。在這里明確地告訴大家，這種做法也不可��！因?yàn)檫@樣會導(dǎo)致測量時(shí)示波器外殼和探頭地線可能帶有220V 電壓，非常危險(xiǎn)！為了大家的生命安全，也千萬不要這樣嘗試！
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9 w8 ~# J$ Y4 k" l5 i$ ~那么我們該怎么測量呢？
普通的探頭我們可以使用示波器先測火線-地線，再測零線-地線，得出市電電壓，也就是我們常說的A-B法，當(dāng)然，現(xiàn)在我們示波器已經(jīng)不用我們自己算了，我們可以打開示波器的運(yùn)算功能，同時(shí)使用通道1測火線-地線，通道2測零線-地線，然后通道1減去通道2即可得到正確的市電電壓。

如果朋友們還是覺得這樣測量太過繁瑣，也有一個(gè)又安全又快速的方法，那就是使用高壓差分探頭。

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高壓差分探頭因?yàn)閮蓚�(gè)輸入端都不存在接地的問題，兩路輸入信號的差分運(yùn)算在探頭前端放大器完成，傳輸?shù)绞静ㄆ魍ǖ赖男盘柺且巡罘趾蟮碾妷�，示波器無需去掉三線插頭的接地端即可實(shí)現(xiàn)安全的浮地測量。這樣無論你怎么接，都是非常安全的。


還有一個(gè)就是使用隔離示波器或示波表。


' N( u8 Q4 g- }0 z/ h; P1 c2 }3 e不過這樣的方式也是有缺點(diǎn)的，那就是價(jià)格比較昂貴。
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2 Z' L2 e9 p7 D聲明：
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