01、前言
相信很多初入硬件行業(yè)的朋友開始用示波器的時(shí)候都想看看市電的波形，那么如果我們要測(cè)市電，應(yīng)該怎么測(cè)？
最近看了一些示波器測(cè)試市電的短視頻，聊聊觀后感。內(nèi)容可能存在不夠準(zhǔn)確或理解有偏差的地方，也歡迎大家指正和交流！
測(cè)量市電感覺很簡(jiǎn)單，拿普通探頭的探針接火線，地線夾接零線。這樣對(duì)嗎？
本期介紹一下如何用示波器測(cè)市電以及錯(cuò)誤的測(cè)試方法和正確的測(cè)試方法，我們了解這些方法對(duì)我們以后用示波器測(cè)試ACDC開關(guān)電源等高壓產(chǎn)品時(shí)，如何測(cè)試不會(huì)危害生命安全，雖然老師傅都開玩笑說：220V電壓電不死250的電工，但是玩笑歸玩笑，出來上班，安全第一！
02、基礎(chǔ)知識(shí)
我們先了解一下市電，市電共有三根線，分別是火線、零線和地線。
2.1 三線的定義
（1）火線（L，Live Wire），意為帶電的線，表示該導(dǎo)線攜帶工作電壓?；鹁€，也稱相線，由發(fā)電站或變電站提供，國內(nèi)民用電壓220V，人體接觸會(huì)有危險(xiǎn)。（2）零線（N，Neutral Wire），意為中性線，因?yàn)樵谧儔浩髦行渣c(diǎn)接地，對(duì)地電壓接近零而得名。零線為火線提供回路，在發(fā)電站或變電站端接地，所以屬于遠(yuǎn)端接地，那么在居民樓用戶端電位不一定為0，可能帶弱電，但相對(duì)安全。
（3）地線（PE/E，Protective Earth / Earth），PE 是"Protective Earth"(保護(hù)接地)的縮寫，E是"Earth"(大地)的縮寫，強(qiáng)調(diào)其安全保護(hù)功能。零電勢(shì)參考點(diǎn)，在居民樓用戶端接大地零電壓，非常安全！切不可地線和火線交叉，否則房屋帶電，洗澡帶電！相信看過城陽電工的視頻都多少了解一些用電小知識(shí)吧。
2.2 不同國家對(duì)三線的電壓和顏色區(qū)分
國標(biāo)和歐標(biāo)：L（火線）是棕色 ，N（零線）是藍(lán)線，地線是黃綠色。
美標(biāo)：L（火線）是黑色 ，N（零線）是白色線，綠色是地線。
國內(nèi)市電是220V/50Hz，歐洲市電是230V/50Hz，北美（美國，加拿大）市電是120V/60Hz。
03、示波器測(cè)市電的錯(cuò)誤操作
示波器按照隔離劃分，分為非隔離示波器和隔離示波器，而我們現(xiàn)在用的普通示波器都是非隔離示波器。
我們示波器的普通探頭有兩根線，分別是信號(hào)線和地線。信號(hào)線通常經(jīng)過衰減將信號(hào)送入示波器。
而地線不僅連接到示波器的內(nèi)部作為信號(hào)的參考點(diǎn)，同時(shí)地線還連接到了電網(wǎng)的地線。因此地線夾接到哪里，哪里就接上了大地。
所以可以得出：
示波器的外端金屬殼（探頭接入的BNC金屬接口部分）是和無源探頭的負(fù)端即地端（鱷魚夾部分）以及示波器的電源地線是相通的，通過用萬用表的蜂鳴器檔位可以判斷，三者兩兩相通。
如果待測(cè)電路與市電有直接電聯(lián)系，這個(gè)時(shí)候就容易造成待測(cè)電路的“熱地”和市電接地點(diǎn)通過探頭黑夾子對(duì)地短路。
比如我們做開關(guān)電源的時(shí)候會(huì)測(cè)整流橋后的波形，比如MOS管的電壓，變壓器的電流等等，這個(gè)時(shí)候就容易出現(xiàn)短路跳閘或者炸機(jī)等危險(xiǎn)。
用無源探頭測(cè)試市電分為兩種情況分析。
第一種情況，探針接火線，負(fù)端鱷魚夾接零線。
此時(shí)示波器的地線和市電的零線通過示波器的鱷魚夾地線短路，這是三孔電源線給示波器供電的示意圖。
假設(shè)示波器的功率80W的話，工作在220V交流電下，根據(jù)P=UI，示波器的工作電流I=80/220=364mA。
這樣其實(shí)有部分電流會(huì)流入到地線，如果配電系統(tǒng)中，有漏電保護(hù)器的話，就會(huì)跳閘保護(hù)。
如果我們拔掉示波器的電源線的地線，即用兩孔的電源線，示波器的地線和零線斷路，示波器消耗的電流會(huì)全部流入到零線中。
那么拔掉示波器的地線，其實(shí)是把示波器的電源插頭的保護(hù)地人為斷開（可以用兩孔電源插頭供電）或使用隔離變壓器的方法對(duì)示波器供電，達(dá)到斷開測(cè)量回環(huán)的目的，實(shí)現(xiàn)“浮地”測(cè)量。
但是“浮地”測(cè)量并不推薦，由于將示波器插頭的保護(hù)地?cái)嚅_后，直接使用普通無源探頭與被測(cè)高壓模塊相連，也就是示波器金屬殼體(內(nèi)部屏蔽殼和裸露在外的BNC頭)、探頭接地端和被測(cè)高壓模塊負(fù)端在同一電平上，都相對(duì)大地浮空，具有一定的高壓，人一旦接觸金屬部分，就非常危險(xiǎn)了。
第二種情況，探針接零線，負(fù)端鱷魚夾接火線。
這個(gè)時(shí)候示波器的地線和市電的火線通過鱷魚夾地線對(duì)地短路，那220V對(duì)地短路的瞬間電流非常大的，假設(shè)線阻是0.1Ω，短路電流I=U/R=220/0.1=2200A！如果配電系統(tǒng)中有漏電保護(hù)器，即使跳閘了，也會(huì)對(duì)示波器本身和探頭造成不可逆的損傷！那么如果沒有漏電保護(hù)器，很有可能造成人身安全。
從上述來看，兩孔電源線是很有必要的，雖然是“浮地”測(cè)量，但是要比帶示波器地線相對(duì)安全一些。
04、示波器測(cè)市電的正確操作
對(duì)于用示波器去測(cè)量與市電有直接聯(lián)系的電路時(shí)，要注意：
（1）拔掉電源線地線，用兩孔電源線浮地測(cè)量；
（2）用隔離電源給待測(cè)設(shè)備供電，比如AC交流電源；
（3）A-B偽差分法；
（4）差分探頭測(cè)試法；
這四種方式中，最方便最經(jīng)濟(jì)的方法是拔掉電源線，最好的方式是去掉電源線，使用高壓隔離差分探頭測(cè)量，高壓差分探頭具有高壓帶隔離的作用，可測(cè)量差分信號(hào)、高壓信號(hào)和高壓差分信號(hào)。
正確的方式其實(shí)是第三種和第四種，下面分別介紹一下。
第三種使用普通探頭利用A-B偽差分法對(duì)市電進(jìn)行測(cè)量，將兩個(gè)探頭分別接入示波器的兩個(gè)通道，比如通道1和通道2，將探頭的負(fù)端接到電源線的地線上，兩個(gè)探頭的探針一個(gè)接零線，一個(gè)接火線，如下圖。
那這樣就會(huì)在示波器的兩個(gè)通道上形成兩個(gè)波形。
此時(shí)在示波器上進(jìn)行Math操作，利用通道1減去通道2可以得到市電的波形。
并且我們把A-B偽差分法測(cè)出來的波形（紅色）和實(shí)際差分探頭測(cè)試出來的波形（紫色）處于同一基準(zhǔn)線，波形完全重合。
05、“浮地”測(cè)量對(duì)測(cè)量結(jié)果有什么影響
兩孔電源線接示波器測(cè)量與市電隔離的電路的時(shí)候?qū)y(cè)量結(jié)果影響有很大。
（1）人體電擊風(fēng)險(xiǎn)；
（2）參數(shù)測(cè)量不準(zhǔn)確；
（3）示波器或被測(cè)電路損壞，有高壓，寄生電容。
06、參考視頻
（1）安泰小課堂；
（2）達(dá)爾聞。
