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电压的有效值是多少

2022-08-16 10:13:00

电压的有效值是多少？

最近遇到好多问题，都与基本概念相关。忍不住，就想多说几句。

研究生面试，我出了一个问题，一个100kHz的方波信号，幅度大约是几伏的数量级，想测量其有效值，用什么仪器，怎么测？多数学生一脸茫然，搞的我不好意思，惭愧题目是不是太难了。我急了，问学生，一个1.5V的电池，其电压有效值是多少？学生问我，直流量有有效值吗？我忍。我不得不忍。

什么是有效值？一个变化电压的有效值，是指把它加载到一个确定的阻性负载上，在一个周期内的功，与电压为A的直流量作用在相同的负载上，在等长时间内的功相同，那么该变化电压的有效值就是A。广义理解，一个电池的电压有效值就是1.5V，一个幅度为A的方波，如果是单极性方波，占空比50%，有效值为幅值A的0.707倍。这时候，又有人问我，什么是方波啊？

以前的一个学生，参与的一个题目，用一个10欧姆电阻把一个待测的1uA左右的电流转变成10uV左右的电压，然后用AD620和多级直流放大进入ADC，却发现输出总有很大的偏移量。于是就买了好些个放大器，挑选，想让偏移量小些。查查资料就知道，AD620A级的输入失调电压典型值为30uV，最大值为125uV，已经远大于被测信号10uV。至少应该知道，此处使用被大家广为推崇的AD620是不靠谱的。

但是，设计者就是不知道这个道理。

昨晚我的学生来聊天，问我，学这些基础有用吗？其实，不用问我，问问歌唱演员就可以了，问他们，吊嗓子重要吗？问问厨师，刀工重要吗？

现阶段，很多比赛都是些花里胡哨的作品，很吸引眼球，功能也很强悍。但是面对这些竞赛的孩子，你就是不能问他们问题，一问就露馅了——底子很薄，但成果很强。就像以“满汉全席”夺得厨师大赛冠军一样，回家后做不好一个炒土豆丝。

所以，我特别希望能多一些比赛，就赛那些基础的东西。比如12V电源，谁能做出动态范围最大的单管放大器，或者做一个最准的电子秤，就比这些指标。噪声最小、频带最宽、带内最平坦、失真度最小、温度稳定性最好等等，可以研究的东西很多。

但很遗憾，谁也不会对此感兴趣。就比赛一个放大器，外行看起来一点都不拉风，没劲透顶了。

可是看看身边现状，看看某些日益堕落的教师和学生，好大喜功的媒体，谁能救救我们的基础教育，谁能把孩子们拉回来，静静地在实验室做一些看似枯燥，却蕴含玄机的实验？

下面科普基本概念

一、基本概念：

交流电的有效值：

在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流，经过一个交流周期的时间，如果它们在电阻上所损失的电能相等的话，则把该直流电流（电压）的大小作为交流电流（电压）的有效值，正弦电流（电压）的有效值等于其最大值（幅值）的0.707倍。

交流电的平均值：

对于交流电来说，数学上的平均值是0（因为是正负是对称的）。但电工技术上我们关心的是其量值（绝对值）的大小。所以电工技术上的平均值指的是电流（电压）的绝对值在一个周期内的平均值。