关于220v交流电含有直流电的一点讨论

zxhdoop

ab-cd 发表于 2025-10-7 12:44
"普通万用表直流档直接怼到市电上",估计将电压挡错写成直流档?万用表直流mA档一般只有几欧姆,A挡更低,直 ...

直流电压档少打电压

无语密码

ab-cd 发表于 2025-10-5 08:19
简单方法:测量变压器初级绕组电阻值,用欧姆定律计算电流值。

这变压器并上另一个变压器，其绕组电阻值小于0.02欧，当然不会那么大.那电流又会多大？本来市电的内阻就那么小，，

ab-cd

无语密码 发表于 2025-10-7 19:47
这变压器并上另一个变压器，其绕组电阻值小于0.02欧，当然不会那么大.那电流又会多大？本来市电的内阻就 ...

17楼问:"问题在于，这3V电压能使变压器吸收了多大的电流而叫？"
这个问题包含交流和直流两种电流。直流的产生上面讨论过就不重复了。变压器初级绕组对于直流来说近似纯电阻,所以用欧姆定律就可以求出初级绕组直流电流量;如果初级绕组流过的直流电流令到变压器产生磁饱和,初级绕组流过的交流电流就会超过正常值变得很大,变压器会发热。

对于"市电的内阻",不能只看供电的电力变压器次级绕组非常小的纯电阻阻值,重要的是要看从电力变压器次级连接到用户设备(例如音响后级)的火线+零线的电阻值,就是因为火线+零线的电阻值远大于电力变压器次级电阻,直流分量在这个电阻上产生电压䧏,这个直流电压降换一个说法就是交流电里的直流电。

无语密码

ab-cd 发表于 2025-10-7 20:18
17楼问:"问题在于，这3V电压能使变压器吸收了多大的电流而叫？"
这个问题包含交流和直流两种电流。直流 ...

其实值得讨论的是哪来那么强大的直流功率？
我们使用的变压器也仅仅是1KW而已，而它必须接入300KW以上的变压器，或更大的变压器上。

影响变压器的应该是波形严重失真或且电压偏高引起的。

zxhdoop

无语密码 发表于 2025-10-7 20:45
其实值得讨论的是哪来那么强大的直流功率？
我们使用的变压器也仅仅是1KW而已，而它必须接入300KW以上的 ...

使用非线性负载会产生大量的3次谐波及其奇数倍谐波，会导致零线电流异常增大，甚至可能超过相线电流。不知是否这原因。

ab-cd

无语密码 发表于 2025-10-7 20:45
其实值得讨论的是哪来那么强大的直流功率？
我们使用的变压器也仅仅是1KW而已，而它必须接入300KW以上的 ...

讨论的面较大会令到焦点分散。讨论"哪来那么强大的直流功率？"讨论面窄一些,定性分析容易一些,定量分析涉及具体参数和复杂计算。
对这个问题理解有限,定性地乱说一下,如有错误请斧正。
交流电里的直流分量由用电终端产生,理论上发电厂供电本身不会产生直流分量。
用电终端产生直流分量的原因:非线性用电设备使流过该设备的交流电流从上下对称的正弦波改变为不对称非正弦波,直流分量就包含在不对称非正弦波里面。分析不对称非正弦波的直流分量需要定量分析(傅里叶分析),定性分析难以言表。
上面把产生直流分量原因定性为非线性用电设备,下面分析"哪来那么强大的直流功率？"
非线性用电设备不是发电机,自身不会产生直流分量,但可以改变从它"身上"流过的交流电的电流波形,使对称正弦波电流改变为不对称非正弦波电流。非线性用电设备的电流由供电变压器提供,从非线性用电设备流出来这股不对称非正弦波电流要流回到供电变压器才能完成一个闭环的供电过程。可以看到"强大的直流功率"来自供电变压器提供充足电能功率,非线性用电设备负责"修改"正弦波电流,这股不对称非正弦波电流大小与非线性用电设备功率有关。
下面分析直流电压的产生:供电网络由导线连接存在电阻,供电变压次级绕组电阻极小可以视为0欧姆,但火线和零线就有明显的电阻值。非线性用电设备流出来不对称非正弦波电流要流过火线和零线,将火线和零线可以等效为两个串联电阻,这个两个串联等效电阻首尾两端流过直流电流后将产生直流电压,直流电压的值由直流电流和两个串联等效电阻阻值决定(用欧姆定律计算)
非线性用电设备产生的直流分量在公共电表箱里表达为一个直流电压,这个直流电压会施加到电表箱毎个用户的用电设备上(并联关系)。当—个供电网络内成千上万的非线性用电设备同时工作,可想而知。

zxhdoop

ab-cd 发表于 2025-10-8 06:24
讨论的面较大会令到焦点分散。讨论"哪来那么强大的直流功率？"讨论面窄一些,定性分析容易一些,定量分析 ...

供电线路是有阻值的，是否说明只会影响相邻的用电设备（比如同一个排插），除非产生的电流非常大，但这样的话供电所早就会要求装功率因素补偿。

ab-cd

zxhdoop 发表于 2025-10-8 11:48
供电线路是有阻值的，是否说明只会影响相邻的用电设备（比如同一个排插），除非产生的电流非常大，但这样 ...

这个话题其实有3个分支,下面逐一讨论。
先观看一个假设的场景:一只功率为2kW电暖器(电热丝),半功率挡是串联1只大功率二极管来降压。当使用这只电暖器半功率取暧时流过电暖器总电流=6.428A,其中直流电流=4.092A(这是AI计算结果)。
①"供电线路是有阻值的，是否说明只会影响相邻的用电设备（比如同一个排插）"。
为方便讨论假设小区供电网只有一个电表箱,所有用电户都从这个电表箱取电。某个用电户家里的一个排插上插了一只上述2kW电暖器和一台功放,当电暖器半功率取暧时产生的4.092A直流电流。假设,排插→电表箱火线的电阻R1=1Ω,零线的电阻R2=1Ω,电表箱火线→供电变压器的电阻R3=2Ω,电表箱零线→供电变压器的电阻R4=2Ω(供电变压器的电阻假设为0Ω)。用电户家里的一个排插上的直流电压为Vdc1=4.092×6=24.552V,同一排插上功放的变压器承受相同的直流电压。由于其他用电户是从电表箱取电,那么这个电暖器半功率取暧时在电表箱产生的直流电压Vdc2=4.092×4=16.368V,这个电表箱所有用电户承受相同的直流电压。
②"除非产生的电流非常大"。
直流电流大小取决于产生直流非线性用电设备功率。规范的电器有強制标准,理论上即使电流波形有轻微改变也不至于半波整流那么极端,但全波整流难以绝对地对称,轻微的直流产生不足为奇,这样的轻微的直流大数量地叠加后,就不容小觑。
③功率因素。
功率因素是有功功率与视在功率的比值;视在功率是有功功率与无功功率之和;有功功率是设备真正做了有用功的功率,无功功率是不做功的功率。实际应用中不能缺少无功功率,因为变压器磁场建立和维持即使它本身不做功却需要功率，同样电容器充电时不做功也同样需要功率。当电网中无功功率太大时,供电变压受容量限制就会减少有功功率输出,电力公司的收入就会减少,因此电力公司会监察大用电户的功率因素是否超标,必要时強制功率因素补偿。
无功功率与直流电流关系不大。

zxhdoop

ab-cd 发表于 2025-10-8 14:17
这个话题其实有3个分支,下面逐一讨论。
先观看一个假设的场景:一只功率为2kW电暖器(电热丝),半功率挡是 ...

这说不通阿，如果这样那一个变压器因为直流产声牛叫，按照这说法整个小区的变压器也会牛叫，但现实中并不会出现这种现象。比如从电表箱接两路电源分别接两个大功率电器A和B，A功率全开时B点电压并不会有很大波动，此时A点电压是下降的，A线路因为有阻抗存在会分担部分电压，电线会发热。楼主可以做下实验，就用你提到的测试方法，把干扰源放在A房间，在B房间测试一下有无直流，最好B房间供电线不是和A房间共用的。

无语密码

ab-cd 发表于 2025-10-8 06:24
讨论的面较大会令到焦点分散。讨论"哪来那么强大的直流功率？"讨论面窄一些,定性分析容易一些,定量分析 ...

造成“正弦波严重失真”，就是设备使用了直流电压，大功率的是变频器，比如空调等。
用示波器看看电源就很清晰了。
如果采用波形复原电路解决问题，应该是容易的。

ls0001

zxhdoop 发表于 2025-10-8 17:49
这说不通阿，如果这样那一个变压器因为直流产声牛叫，按照这说法整个小区的变压器也会牛叫，但现实中并不 ...

说不通就对了。因为开关电源的反激变压器是真正的直流供电，是310V直流供电，按这这些乱七八糟的"直流"牛叫，直流饱和的“理论”，那么多反激开关电源早就火灾连天了。

ab-cd

这个贴子主要讨论交流电网中是有存在直流分量的可能性,更多的是从原理的角度去探讨,也就有许多假设因素。讨论一些原理性东西,为了显现的结果明显一些,将参数设定大一点,这是一种虚拟不要当成现实情况,将假设当真就会与各人的现实不符。
讨论有不用意见是好事,比如在48楼"capa"点评中这一句"除了叠加难道没有相消",就指出了我的疏忽。
家庭用电户分布全国,供电质量不可能都相同,城市大住宅区与少住户的农村供电质量就会有差异,不各人看法不同代表各人感受这是正常的,沒有可能有一致看法。

qqsj1968

今天阴冷，打开3根玻璃管电暖器（低温档，以前修过，带二极管），功放的牛叫了！！！查看了一下功放与电暖气，在电箱中三相电不同的相线空开上接线，很响、很烦人。关掉电暖气，牛安静。

夜如风

qqsj1968 发表于 2025-10-9 08:37
今天阴冷，打开3根玻璃管电暖器（低温档，以前修过，带二极管），功放的牛叫了！！！查看了一下功放与电暖 ...

AI的回答也是这样的，带二极管的半波电路，由于线路阻抗会产生不对称的正弦波，这个波形会导致工频变压器磁化异常。

因此，在实践中：

警惕半波整流设备：对于任何使用“开关”或“调档”来控制功率的阻性负载（如加热、照明设备），要特别小心，它们很可能采用半波整流。

注意设备总容量：在同一变压器供电的线路上，应避免同时使用多个此类设备。

观察变压器状态：如果变压器在某个特定设备启动时发出异常增大的“嗡嗡”声，该设备就很可能是导致偏磁的源头。

升级设备：尽量使用采用全波整流或更先进PWM技术的现代设备，它们不会向电网注入直流分量。

总而言之，不需要一个功率很大的设备，一个功率仅为变压器容量三分之一到二分之一的半波整流负载，就足以导致工频变压器磁饱和。 这也是为什么在民用和工业配电中，直流偏磁是一个需要被认真对待的问题。

linlibo

夜如风 发表于 2025-10-9 09:20
AI的回答也是这样的，带二极管的半波电路，由于线路阻抗会产生不对称的正弦波，这个波形会导致工频变压 ...

支持

chipset0418

ls0001 发表于 2025-10-9 00:56
说不通就对了。因为开关电源的反激变压器是真正的直流供电，是310V直流供电，按这这些乱七八糟的"直流"牛 ...

唉，你这是故意找乐子争论吧？

所谓直流和交流是相对的，正激和反激电路中，有开关，对变压器进行充放电，因此直流就变成了交流。
再者，一般开关电源的变压器都留有间隙漏磁防止磁芯饱和。

铁芯变压器如果开个口防饱和，照样不会有问题，只是一般不这么做罢了，因为只想物尽其用，还不想带重载电压掉的厉害。

ls0001

chipset0418 发表于 2025-10-10 21:06
唉，你这是故意找乐子争论吧？

所谓直流和交流是相对的，正激和反激电路中，有开关，对变压器进行充放 ...

也不能说是找乐子，楼主的研究精神在这里是难得的，我爱看这种有研究精神的帖子。

正激和反激电路中，有开关，对变压器进行充放电

，这正是我提到开关电源变压器的原因。220V市电变压器能变压也是同样的原理，是因为充放电而不是因为直流或交流，直流仍然能变压。（非自激的正反激开关变压器都是直流，真直流，桥式的才是交流），交流牛叫的真正原因是正反两个方向的力不平衡而发生不平衡振动，并不是因为直流，变压器直接通稳定的直流并不会叫，220V市电中也并没有真直流，只是等效直流（仍然是交流）。

ab-cd

220V交流电中是否真的存在直流分量,一直心存疑惑。虽然曾将Accuphase A100后级开盖换灯泡,看见电源部分有桥堆隔直流,间接证明厂家认为220V交流电中存在直流分量。不确定结论不能满足好奇心,想弄明白个中原因让自己HI-FI系统表现得更好。
讨论能够集思广益。为了证明直流分量存在也想了一些办法进行测量,我提出这些所谓测试方法,贪玩成分居多严谨性几乎为零。
版主曾经说过沒有仪器搞不好diy,现实中测量结果比较靠谱的可能是用示波器进行测量。
示波器常用的高压无源电压探头没有隔离措施,示波器会有短路危险。而采用"浮地"测量法，虽然理论上可以避免短路，但会引起地电位浮动。电网的零线实际并非绝对的零电位,这个浮动电位会直接作为偏置电压引入测量系统,导致直流分量测量值包含零线压降，测量值并非真实的直流分量。而且浮地情况下内部电路的共模抑制比会严重下降,对于测量微小直流分量影响是灾难性。
使用高压差分探头似乎是准确测量的唯一选择?想不出更好办法。
取用了Tektronix TBS1102X数字示波器,Micsig DP1500高压差分探头(5V线性电源供电),进行一次220V带电测量。作为一次冒险旅程,弥补一下国庆长假没有远行的遗憾。

ab-cd

众所周知,任何一个周期性的非正弦波都可以通过傅里叶级数分解为一个直流分量和无数个不同频率的交流分量（基波、二次谐波、三次谐波等）之和。傅里叶级数中的常数项是整个波形在一个周期内的平均值,这个平均值就是直流分量（DC Component）。
TBS1102X数字示波器具有计算整个波形在一个周期内平均值功能,这就解决直流测量的难点,但测量结果的可靠性和准确性还需要我们认真检验。



从这幅截图中可以清楚看到220V交流电的波形顶部的失真,并非真正的正弦波。
220V交流电的正负半周是否对称请看下面两幅图,分别是正相位和反相位显示。





①从两幅图中看到平均值分别为1.602V和-1.540V。平均值的正负极性证明了直流电存在的特征。
②为了验证平均值的准确性,使用了公式:理论平均值 = 周期面积 / 周期时间。
周期面积 = 31.94 mV-s = 0.03194 V-s
平均值 = 1.602 V
理论周期时间 = 0.02 s (50Hz)
根据周期面积计算直流分量：直流分量 = 周期面积 / T = 0.03194 V-s / 0.02 s = 1.597 V
而示波器直接测得的平均值是 1.602 V。
两者之间存在微小差异：1.602V - 1.597V = 0.005V，即5mV的差异。
这个0.3%的差异在示波器的测量精度范围内
③从波形极性相反的两幅图中的光标电压数值可以看到正负半峰值电压不相同,证明了波形不对称。

qqsj1968

53楼http://bbs.hifidiy.net/forum.php ... 47&pid=30670107
手机距离功放15CM，用AudioTool测到的，频谱范围很宽，可能有机箱谐振。43dB很烦人，2*800W变压器，机箱仿金嗓子，重18kg。
说到直流，理解应该是“脉动直流”，含有交流成分，变压器磁饱和还不至于。