你并不了解你的用电器(你不知道的波形和相位差)(更新完毕)（鸿篇巨制）|电子学堂

    自从知道了功率因数这个名词, 对它就着魔了, 感觉很神奇又费解. 我不是专业的, 慢慢的几年后才彻底明白了功率因数的来龙去脉. 谈到功率因数就必须有电压和电流 ,在本帖我不打算讨论功率因数,但是我用了一下午的时间测量了各种220V电器电流波形,结合电网的电压波形,试图还原你所不知道的用电器的本来面目. 抛砖引玉,启发后来者设计更好的用电器.    废话少说,进入正题: 大家都知道220V交流电是正弦波,初中还是高中物理就学过了.但是它真的是正弦波吗? 我相信没有太多人实际测过.
先来上一个正弦波吧(我做的ZVS的输出波形)明显这就是正弦波(除了那个抖动)

再看看我家220V交流电的波形 很明显波形已经畸变了

放大看看 顶峰已经明显变形了 上升沿下降沿也有突变

缩小看看 更明显

问题来了:你有没有想过它为什么会畸变成这个样子???
很明显 这是电流搞的鬼 而且是畸变的电流(非正弦电流) 而不仅仅是功率因数低造成的 如果只是感性,容性造成功率因数低 那么波形再怎么变也还是正弦波
要搞清楚这个问题需要如下设备:
利利普SDS8102V 双通道数字示波器 100M带宽 2G采样

自制的带分压电阻的电源线 用来测量电压和电流波形 分压电阻为3个2W 3欧的电阻并联,合计1欧姆

把两个探头夹好 示波器触发模式选择"单触"(观察两个波形相位差必须选择单触)

电源线全貌

先来上一个不知功率的阻容降压的LED的波形
三个LED 功率不知道 但是肯定小于3W

外观

点亮图

红色是电压波形 黄色是电流波形(下同)(由于共地问题 貌似电流应该开启反相才是电流超前电压 不过观察相位差足够了 下边不再赘述反相问题)(更正:今天早上我突然想明白了 这不是共地问题 而是我的示波器的波形是从右往左更新的 也就是说左边的波形出现的早 所以下图确实是电流超前电压 大家应该从右往左看图才对而不是习惯性的从左往右 没想到用了一年多示波器还是不了解他)
可以看到相位差几乎为90度 也就是说功率因数接近0

缩小看看

由于分压电阻小 电流噪声大 于是开启示波器的平均值功能 减小电流噪音 可以看到电流仍然不是正弦波 虽然是阻容降压

测量一下参数 电压246V 电流60.5mA(说明:均方根值就是有效值) 视在功率=14.88W 而有功功率肯定小于3W  可见功率因数有多低