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MC1-1015-对于最小值为 0 伏、峰-峰值为 100 伏的三角波信号,其平均值电压为

MC1-1015 考单极性三角波的平均值。最小值为零伏、峰-峰值为一百伏的三角波从零升到一百再落回,关于五十伏这条线对称,平均值即五十伏。单极性三角波取区间中点,对称三角波才是零,做平均值题看最低电平即可判断。

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【题目编号】MC1-1015

【题目】对于最小值为 0 伏、峰-峰值为 100 伏的三角波信号,其平均值电压为:

【答案】A

[A]50.0 伏

[B]100 伏

[C]70.7 伏

[D]35.4 伏

考点速览

本题考单极性三角波的平均值。最小值为零伏、峰-峰值为一百伏的三角波,从零伏线性爬到一百伏再线性落回零伏,平均值是五十伏。它和“对称三角波平均值是零”形成对照:波形不再围绕零摆,而是落在零到一百这个区间里,平均值就取区间的中间。

原理与依据

平均值是一个周期内瞬时值的算术平均。本题的三角波在一个周期里,先花半个周期从零伏匀速升到一百伏,再花半个周期从一百伏匀速降回零伏。上升段和下降段都是线性的,整个波形关于“五十伏”这条水平线对称——向上偏离和向下偏离的幅度相同、时间相同,所以平均值就是五十伏。

从几何上看,三角波的面积可以用三角形来算:一个周期内波形与横轴围成的“面积”除以周期长度,就是平均值。零到一百伏的三角波,平均值恰好在最低和最高之间,等于两者相加除以二,即五十伏。这和“对称三角波在负五十到正五十之间、平均值为零”是同一个公式——平均值等于最低值与最高值的算术平均(对线性对称的三角波成立)。

三角波与方波、正弦的对照

零到一百伏的方波平均值是五十伏,零到一百伏的三角波平均值也是五十伏,零到一百伏的正弦波(若削去负半周做成半波)平均值则要另算。只要波形是“从最低线性或对称地分布到最高”,平均值都落在区间的中间。三角波和方波在这个区间里平均值相同,是因为它们都围绕五十伏上下对称分布;区别只在有效值上,方波有效值五十伏,三角波有效值是峰值除根号三。

线性上升下降与中点

三角波的上升和下降都是匀速的,所以在最低和最高之间“时间均匀分布”,平均值正好落在区间的中点。这一点和方波有共性:方波只有最高和最低两个状态、各占一半时间,平均值也是中点;三角波则是连续扫过中间所有值,平均下来同样落到中点。两种波形在这题里平均值相同,都是五十伏,因为它们都围绕中点对称分布。抓住“对称于中点”这个共同点,就能把方波和三角波的平均值统一起来记。

逐项辨析

选项 A 正确:五十伏,是零伏与一百伏的算术平均,也是三角波上下摆动的中心。

选项 B 错误:一百伏是峰-峰值,即最高点,不是平均值。

选项 C 错误:七十点七伏是正弦波峰值一百伏的有效值,与本三角波平均值无关。

选项 D 错误:三十五点四伏是正弦波峰-峰值一百伏的有效值,同样不相关。

易混淆点

单极性三角波(零到一百伏)平均值五十伏,对称三角波(负五十到正五十伏)平均值零伏。区分还是看最低电平:最低是零就取区间中点五十,最低是负五十就取零。另一个坑是三角波的有效值用根号三、正弦波用根号二、方波取幅值,这三个系数别混,但本题问的是平均值,一律看对称性和区间中点,不碰这些系数。

应试要点

单极性三角波的平均值等于最低值与最高值的算术平均。零到一百伏的三角波,平均值五十伏。做平均值题,先看波形是“对称围绕零”还是“垫在正区间”:前者答零,后者取区间中点。本题属后者,答五十伏。

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