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MC1-1004-对于峰-峰值为 100 伏的正弦交流信号,其有效值电压为

MC1-1004 考正弦波由峰-峰值求有效值。峰-峰值一百伏先折半得峰值五十伏,再除以根号二,得到有效值约三十五点四伏。牢记峰-峰值是峰值的两倍,先把“峰-峰”除二还原成峰值,再除根号二,两步顺序不能错,这是交流电换算的基本功。

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【题目编号】MC1-1004

【题目】对于峰-峰值为 100 伏的正弦交流信号,其有效值电压为:

【答案】A

[A]35.4 伏

[B]70.7 伏

[C]141 伏

[D]50.0 伏

考点速览

这道题考正弦交流信号从峰-峰值换算到有效值。它属于交流电基础里最常用的一组换算,业余无线电里量功率、算馈线损耗、核对天线驻波时,电压值一会儿给峰值、一会儿给峰-峰值、一会儿给有效值,必须能随手换算。题眼是“峰-峰值”这个词:它和“峰值”差两倍,一不留神就多除或少除一个二。

原理与依据

正弦波有四个描述大小的量:瞬时值是任意时刻的电压,峰值是偏离零点的最大幅度,峰-峰值是正峰到负峰的总跨度,有效值(又称均方根值)是按发热等效折算出的直流值。对标准正弦波,峰值等于有效值乘根号二,反过来有效值等于峰值除以根号二,根号二约等于一点四一四。

题目给的是峰-峰值一百伏。峰-峰值是峰值的两倍,所以峰值是一百伏除以二,等于五十伏。再除以根号二,得到有效值等于五十除以一点四一四,结果约为三十五点三六伏,四舍五入就是三十五点四伏。

算式中每一步的量纲要盯住:峰-峰值、峰值、有效值都是伏特,除的根号二是个无量纲常数。先把“峰-峰”折半还原成“峰值”,再除根号二,两步顺序不能颠倒,也不能漏掉折半这一步。

有效值为什么重要

交流电压每时每刻都在变,用它衡量“这个电压有多大”就产生一个问题:到底取哪个时刻的值?工程上统一取“发热等效”作为代表值,也就是有效值。让这个交流电压加在一个纯电阻上,看它发出的热和一个多大的直流电压相当,那个直流电压的数值就是有效值。家用市电标称的二百二十伏就是有效值,它的峰值其实是三百一十一伏,峰-峰值更是六百二十二伏;我们日常说的“电压二百二”,从来不是指峰值。

这带来一个测量上的常识:普通万用表交流档读出来的是有效值,示波器屏幕上量出来的却是峰-峰值。同样是市电,万用表显示二百二十伏,示波器上却要量出六百二十多伏的总跨度。弄不清这个差异,读数就会差出两倍到近三倍。本题问的正是示波器量到峰-峰值之后,怎么折回万用表会显示的有效值。

逐项辨析

选项 A 正确:三十五点四伏,即一百除以二再除以根号二的结果。

选项 B 错误:七十点七伏是“峰值一百伏”的正弦波有效值。这里把峰-峰值直接当成了峰值,少了折半一步,结果正好大了一倍。

选项 C 错误:一百四十一伏是峰值一百伏乘根号二,方向反了,等于把峰值又放大了,明显偏大。

选项 D 错误:五十伏是峰-峰值的一半,也就是峰值,但还没除根号二,停在了半路上,不是有效值。

易混淆点

峰-峰值和峰值是最容易混的一对:峰-峰值永远等于峰值的两倍。题目凡是写“峰-峰”的,先除二得到峰值,再做后续换算。另一个坑是有效值和平均值:正弦波整周期的平均值是零,有效值不是零,两者根本不是一个量,别把平均值套进发热公式里。

应试要点

背下两条链:峰值乘根号二得峰-峰值,峰-峰值除以二得峰值,峰值除以根号二得有效值。也可以一步到位:有效值等于峰-峰值除以两倍根号二,即除以二点八二八。一百伏峰-峰值正弦波,有效值约三十五点四伏,记住这个数,遇到同类题直接选。

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