[科普中国]-工作电压

电气设备的实时工作电压通常需要借助于万用表来测量，是未知值。与电阻和电流之间的计算关系式为：工作电压=器件电阻工作电流。

电气设备的工作电压需要落在一定的范围内才能正常工作，这一范围往往与电气设备的灵敏程度相关，一般来说，设备越是精细，灵敏程度越高，其工作电压的正常变化范围就越小。设备正常工作电压的上限称为最大工作电压，限定了设备的安全电压范围。电力系统的输出电压一般要求在198-236V之间，1家用电器的工作电压范围有时可达100-240V，而电子元件的工作电压从零点几伏特到几十伏特不等，根据元件的精细程度而定。

工作电压与额定电压的区别1、额定电压是确定值，在电气设备出厂时就已设定好，是理论最佳值；工作电压是不确定值，与实际工作时的电路情况和设备状态相关，是实时变化值。

2、额定电压是固定值，只有一个单值，通常为了电力系统互联的方便性，各个国家均对用电设备做出了统一的规定，我国的通用额定电压是220V和380V；工作电压是一个围绕额定电压的变化范围，有无数个值，允许设备正常工作时电压在额定电压附近有一定的波动，符合实际生产和工作的需要。

CPU的工作电压是指CPU正常工作所需的电压，提高工作电压，可以加强CPU内部信号，增加CPU的稳定性能。但会导致CPU的发热问题，CPU发热将改变CPU的化学介质，降低CPU的寿命。早期CPU工作电压为5V，随着制造工艺与主频的提高，CPU的工作电压有着很大的变化，现在常用的CPU的工作电压为1.3-1.5V，解决了CPU发热过高的问题。CPU在正常工作时，电压变化范围最好在0.05V 以内，以保证CPU的性能和寿命。

电子管的工作电压电子管的工作电压包括它的各极电压值（灯丝电压、屏极电压和帘栅极电压等）。所选电子管的各极电压值应与电路的工作电压值相同或相近，否则会缩短电子管的使用寿命。

电子管工作时，各极的电压应严格按顺序进行接入，即：灯丝-偏压-阳压-帘栅压-激励信号。关机时按相反的顺序进行。在电子管各个部件中，灯丝最为脆弱，在给灯丝加电压时最好是逐渐和分档加。根据电子管结构的不同，灯丝的额定电压从几伏到几十伏不等。2灯丝的额定电压灯丝的工作电压应在额定值的允许偏差范围内，通常允许范围为5 %，若能保持在±1%内对延长寿命是有利的。氧化物阴极电子管灯丝电压偏高时，会加速氧化钡的分解而缩短阴极寿命；灯丝电压偏低时， 钡原子不能迅速地扩散到阴极表面，会使阴极“中毒” ，也就是电子管的发射能力不能再恢复。碳化钍钨灯丝阴极的电子管灯丝电压偏高时，灯丝中的钍原子会很快蒸发掉，缩短阴极寿命；灯丝电压偏低时，也会使阴极受正离子轰击而失效。实践证明使用直流灯丝电源的发射管，在工作一段时间后可把灯丝正负极性变换一次，以使整个阴极能够均匀损耗。同时把灯丝输入端对地接的电解电容极性也随之改变，有助于延长管子寿命。对于使用寿命已知的管子，因阴极发射量不足而功率下降，可适当提高灯丝工作电压，加大其灯丝电流来延长使用寿命。3

电子芯片的工作电压现在大多数DSP芯片和MCU的工作电压都为5V，有的低至3V甚至1.5V更低。电压越低，在允许的分布电容容量之内，线与线之间的宽度可以做到越小，这样一个1平方毫米的芯片上可以做集成更多的元件和线路。4

电子电器产品工作电压的测试电子电器产品在出厂前通常需要对工作电压进行一些列测试，以确定产品的安全电压范围。在测试工作电压时，需要注意以下几个方面，来提高测试结果的准确程度：

1、电源极性间接法的互换对工作电压测试结果存在较大影响，在工作电压测试过程中，应该要考虑插头正接或反接两种状态对测试结果的影响，建议选取两种状态下测得的“最大工作电压值”作为最终的测试结果；

2、TN-S电源网络对工作电压测试结果是有影响的，特别是供电设备与检测样品间是否共地连接不能马虎；

3、工作电压测量过程中示波器必须接地；

4、采用差分探头，使接地示波器可以进行浮动测量，探头系统作为一个整体与示波器的机壳接地端隔离；

5、在峰值工作电压的测试过程中，示波器采样模式的选取对工作电压的测量准确性有着决定性的作用；

6、如果输出信号为非正弦波信号，工作电压的测量值必须测量其真有效值，而测量真有效值就必须要求仪器仪表的内部有能够实现这种信号运算的芯片或者电路模型；

7、选用输入阻抗越大的示波器，测试数值的准确性越高。5