有些問題只看表面很容易被誤導
電壓本身不是純量，而是向量
但因為我們太習慣用直流電的角度在思考
所以經常會忘記電壓的本質
這時候就要回到原點了
交流電不像直流電是固定方向的
1/60秒就會轉一圈
當兩組電壓轉到同向，0度或180度
這時我們才能直接加減
若兩組電壓的方向夾角在0-90度之間時
就要用向量的方法處理了
這件事情若用合力的角度思考
大家就會比較容易理解了
回到原本的實驗
1.阻性負載
我們利用示波器才能看到交流電在通過負載時的角度變化
紅燈是橘線，黃燈是藍線
可以看到這兩組電壓的角度剛好是180度
所以我們可以直接將電壓相加剛好就會是總電壓
2.感性負載
但如果我們將紅色燈泡換成5.5微法的交流電容
因為電容會吸收電壓，在電壓下降時放出電流
所以會使得電容兩側的電流和原本輸入的電流疊加後產生偏移
這時候就會變成電容兩側的電壓和燈泡兩側的電壓出現了一個角度(相位差)
這個相位差理論上會很接近90度
示波器看看
電容是橘線，黃燈是藍線
所以此時我們必須用向量的方法來處理
如下
這樣得到的電壓總和115.25V就會很接近量測到的數字115.1V
3.感性負載1
如果我們將紅色燈泡換成70mH的電感
同樣的，電感會因為電流的變化產生同向或反向的感應電動勢
這個感應電動勢灌入電源後也會在電感兩側產生偏移
這時候電感兩側的電壓和燈泡兩側的電壓也出現了一個角度(相位差)
同樣很接近90度
示波器看看
電感是橘線，黃燈是藍線
相同的方法計算，電壓向量總和是114.13V
量測值是114.3V
若用安定器加LED燈那組實驗來看
電感是橘線，黃燈是藍線
也是接近90度的相位差
但因為LED燈管內部有電源板的關係，波形產生明顯的波動
但還是保持有正弦波的外觀
電壓向量總合為114.25V
量測值是114.7V
4.感性負載2
但能這樣用向量計算必須是標準(至少也要接近)正弦波才可以
有些負載因為某些原因產生電位差不穩定的情況
這時就會比較麻煩了
以普通日光燈來看
因為日光燈管是氣體放電，電壓會隨著內部氣體的阻值變化
因此出來的波形很醜...
電感是橘線，日光燈是藍線
日光燈的波形已經接近方波了
雖然感覺上也是接近90度的相位差
但直接計算電壓向量總合為104.58V
量測值是114.9V
人生好難啊~~
我為什麼要在放假時搞這些
