示波器如何安全测量220V市电?

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描述

用示波器测量220V市电最容易发生的损坏问题:

1、测量时跳闸;

2、使用人不小心触电;

3、测量时烧毁示波器;

今天我们就来谈谈为什么会出现这些问题,以及如何避免。

220V市电与示波器的供电关系:

220V市电通常有三条与我们直接相关的线路:火线、零线、地线。

火线(L):又称相线,由发电站或变电站提供,对地电压220V,人体接触有触电危险;

零线(N):为火线提供威廉希尔官方网站 ,在发电站或变电站端接地;由于远端接地,居民楼用户端电位不一定为零,可能带弱电。这就是为什么我们触摸零线时会有触电感;

地线(E):在居民楼用户端连接大地线,可靠的地线与我们脚下的大地等电位,绝对安全。

为什么示波器测量220V市电容易出问题?问题的根源在于示波器的220V供电,如下图所示:

市电

让我们来看看示波器的供电方式。示波器的供电不外乎以下几种:

1、220V直接供电:最常见的供电方式,优点是成本低;其供电威廉希尔官方网站 与220V市电的接线关系如下:

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2、电池供电:成本高,但可实现移动测量和浮地测量;

3、电源适配器供电:成本高,一般采用电池供电设计,其供电威廉希尔官方网站 与220V市电的接线关系如下:

市电

确认测量量程

测量市电时,应确认探头和示波器的电压范围是否满足测量要求。

如麦科信STO1104C智能示波器,标准探头为×最大安全工作电压为600Vpk;示波器垂直档位最大为10V/格,垂直方向上有10格,即最大电压测量范围为100V峰值,配合探头×在10档中,测量的最大电压峰值为1000V,因此从测量范围上看,是满足测量220V市电的要求。

市电

示波器的垂直方向代表电压值

错误的测量方法:

普通示波器没有隔离,外壳金属端和探头的负端(地面)与地线相连。如图所示,当用示波器直接测量零线和火线时,零线或火线会间接短路(等于图中的红色虚线),非常危险。因此,示波器不能直接测量市政电力。

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错误的测量方法

不推荐的测量方法:

浮地测量有一定的风险,如果操作不当,可能会导致触电事故。同时,这是一种不安全和不准确的方法,因为浮地后示波器和地球寄生电容器会使信号铃声现象,导致信号扭曲。

通过人工断开示波器电源线(用两芯电源插头或用示波器电池供电)或使用隔离变压器,达到断开测量环的目的,实现“浮地”测量。

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浮地测量法(不推荐)

浮地测量时,示波器外壳的金属端与探头接地端具有相同的电平。当测量市政电源时,外壳可能有220V的电压。一旦人体接触到示波器外壳,电流就会通过人体流入地球,这是非常危险的!

推荐的测量方法:

考虑到普通示波器的安全角度,使用高压差分探头测量市电是绝对安全的。

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高压差分探头测量

差分探头是利用差分放大原理设计的示波器探头,可以将任意间的两个浮动信号转换为对地信号。使用高压差分探头是最好的推荐方式,安全方便。

最后

示波器是一种用于测量交流电或脉冲电流波形状的仪器,可以用示波器观察可以变成电效应的周期性物理过程。因此,学习如何正确和安全地使用示波器是非常重要的。特别是在测量一些高压信号时,必须找出各种信号线之间的关系,以正确连接被测信号,以确保安全测量。

审核编辑 黄宇

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