某次上課時學生問我
「老師~~，我量出來的方型電池怎麼有18V的電壓？」
神奇了，我湊過去一看馬上就發現問題
原來是切到ACV的檔位了
但為甚麼切到ACV檔位量9V電池會有18V？
這就有趣了~~
我先切到DCV檔位，確認這顆電池的電壓為8.58V
再拿了另外一支電表，同樣切到ACV
結果量出來竟然是0
這就值得研究看看了
首先要先從電表如何測量DCV和ACV開始說起
數位電表在測量DCV時是採用平均值(AVG)
測量ACV時是採用有效值(RMS)
相關的詳細說明可以看這幾篇，就不再重述了
因為我們預期測量ACV的時機只有市電
因此一般電表會預設為標準正弦波
但為了讓輸入的訊號為直流電
因此會採用半波整流，這樣才能抓到平均值
電路示意圖如下
讓AC電源通過D1後再進入IC或表頭
下一瞬間的不同方向電流則通過D2回去
因此實際進入三用電表的電壓為半波直流電
電表讀取這個半波直流電的平均值再換算成標準正弦波的RMS
積分的過程就不說了
結論就是這兩個的波形因數大約就是2.22
因此若我們切到ACV測量標準9V電池的直流電
測量出來的電壓就會是 8.58*2.22=19.05V(實測為18.3V)
當然只有這樣實驗是不行的
我們再試試將交流電半波整流後輸入ACV看看
原本的ACV電壓為12.5V
半波整流後理論上電壓的有效值為8.84V(根號2/2)
測量出來卻和原本的電壓相同，12.0V
減少的0.5V，大約就是二極體的壓降
這和我們剛剛說明輸入電表為半波的結論是相同的
所以如果我們輸入的是全波整流後的DC
理論上電壓有效值和原先的交流電應該是一樣
但電表抓到的是全波整流後的平均值
換算之後就變成理論值的兩倍
測量結果為23.2V
減少的1.8V大約就是兩支二極體的壓降
原來這就是我們會測量到9V電池變成18V的原因!!
那"0"又是怎麼回事？
待續...
