【题目编号】MC1-0976
【题目】用万用表的交流电压档测量简单正弦交流电压时所得的读数为该电压的:
【答案】A
[A]有效值
[B]最大值
[C]峰-峰值
[D]平均值
考点速览
本题考用万用表交流电压档测量简单正弦交流电压时,读数是该电压的什么值,答案是有效值(RMS)。万用表的交流电压档经过校准,显示的正是正弦信号的有效值,也就是我们常说的 220 伏市电那个"220"。考点落在交流电压的几个特征值——有效值、最大值、峰峰值、平均值——之间的换算关系上。
交流电压的几个特征值
正弦交流电压随时间来回变化,描述它的大小有四种口径。最大值(峰值)指波形顶点到零的高度,记作峰值;峰-峰值指正顶点到负顶点的总高度,等于峰值的两倍;平均值对正负对称的正弦来说,一个完整周期算下来正好是零,通常说平均值指的是整流后的平均值;有效值则是从"发热等效"角度定义的——一个交流电压和一个直流电压若在相同电阻上产生相同的热功率,这个直流电压的数值就是交流的有效值。
对正弦波,这四者之间有固定关系:有效值等于峰值除以根号二,约等于峰值乘以零点七零七。反过来,峰值等于有效值乘以根号二,约一点四一四倍。峰-峰值再翻一倍,约是有效值的二点八二八倍。比如市电标称 220 伏是有效值,它的峰值约 311 伏,峰-峰值约 622 伏。
万用表为什么读有效值
万用表交流电压档内部先把交流整流、再取平均,最后按正弦波的比例关系折算成有效值来显示。也就是说,表头实际测的是平均值,但表盘和显示已经按正弦波换算好了,直接给你有效值。这种表叫"平均值响应、有效值校准",对纯正弦波读数是准的。所以拿它量正弦电压,屏幕上的数字就是有效值。这也有实用意义:只有有效值才和功率、发热这些真实的物理效果挂钩,谈电压高低、算功耗都用它。
逐项辨析
选项 A 正确:交流电压档测正弦,读数是有效值。
选项 B 错误:最大值是峰值,比有效值大根号二倍,万用表交流档不会直接显示峰值。
选项 C 错误:峰-峰值是峰值的两倍,比有效值大二点八二八倍,更不是交流档的读数。
选项 D 错误:平均值对正弦全波来说是零,整流平均值才是非零,但万用表已经把它折算成有效值显示,不再显示平均值。
易混淆点
四个值的关系是这题的核心,最容易记反。记一个锚点:有效值最小(对正半周而言,有效值约零点七零七倍峰值),峰值居中,峰-峰值最大。市电 220 伏是有效值,峰值 311 伏,峰-峰值 622 伏。万用表交流档给的是有效值,示波器上直接量到的高度是峰-峰值,两者别混——用示波器看 220 伏市电,量出来是六百多伏的峰-峰值,不是 220。
应试要点
记一句:交流档读有效值,220 伏就是有效值。峰值乘零点七零七得有效值,峰-峰值等于峰值两倍。凡问"交流档量正弦给什么值",答案固定是有效值。顺带一提,测直流电压要选直流档,别拿交流档去量。