Co to jest napięcie RMS: metody i równania

Co to jest napięcie RMS: metody i równania

W dziedzinie elektroniki często słyszymy terminy naprzemiennie i bezpośrednio obecny . Zatem przebieg przemienny to taki, który jest powiązany z prądem przemiennym. Oznacza to, że jest to okresowy rodzaj przebiegu, który przełącza się między wartościami ujemnymi i dodatnimi. A najbardziej ogólnym typem przebiegu używanym do reprezentacji jest przebieg sinusoidalny. Przechodząc do przebiegu prądu stałego, wartości prądu i napięcia są zasadniczo w stabilnym stanie. Jest to tak uproszczone, aby przedstawiać stabilne wartości i wartości ich wielkości. Jednak zgodnie z powyższą dyskusją wartości wielkości przebiegów prądu przemiennego nie są tak proste, ponieważ zmieniają się w sposób ciągły w zależności od czasu. Aby to wiedzieć, istnieje wiele metod, a najpopularniejszą metodą jest „Napięcie RMS”. W tym artykule jasno wyjaśniono całą teorię napięcia RMS, jej równania, stosowane metody i inne.



Co to jest napięcie RMS?

Definicja: Po pierwsze, jest rozszerzany jako wartość średnia kwadratowa. Ogólna definicja podawana przez wielu to ilość obliczonej mocy prądu przemiennego, która dostarcza taką samą ilość mocy grzewczej, co prąd stały moc , ale napięcie RMS ma dodatkową funkcjonalność. Określa się go jako √ średniej wartości podwójnej funkcji chwilowych wartości generowanych.


Wartość jest reprezentowana jako VRMSa aktualna wartość RMS wynosi IRMS.





Przebieg napięcia RMS

Przebieg napięcia RMS

Wartości RMS są obliczane tylko dla zmieniających się w czasie sinusoidalnych wartości napięcia lub prądu, gdzie wielkość fali zmienia się wraz z upływem czasu, ale nie są wykorzystywane do obliczania wartości przebiegu prądu stałego, ponieważ wielkość pozostaje stała. Porównując wartość RMS sinusoidy prądu przemiennego, która dostarcza podobną ilość energii elektrycznej z dostarczonym obciążeniem, jak podobny obwód prądu stałego, wówczas wartość ta jest określana jako wartość skuteczna.



Tutaj efektywna wartość prądu jest reprezentowana jako Ieffa efektywna wartość napięcia to V.eff. Lub też wartość skuteczna jest również podawana jako liczba amperów lub woltów dla fali prądu stałego, odpowiadająca zdolności do generowania podobnej ilości mocy.

Równanie

Ważniejsza jest znajomość Równanie napięcia RMS gdzie jest używany do obliczania wielu wartości, a podstawowe równanie to


VRMS= Vnapięcie szczytowe* (1 / (√2)) = Vnapięcie szczytowe* 0,7071

Wartość RMS napięcia oparta jest na wartości amplitudy fali prądu przemiennego i nie jest zależna ani od kąta fazowego, ani od częstotliwości przebiegi prądu przemiennego.

Na przykład: jeśli szczytowe napięcie przebiegu prądu przemiennego zostało podane jako 30 woltów, wówczas napięcie RMS jest obliczane w następujący sposób:

VRMS= Vnapięcie szczytowe* (1 / (√2)) = 30 * 0,7071 = 21,213

Wynikowa wartość jest prawie identyczna zarówno w metodzie graficznej, jak i analitycznej. Dzieje się tak tylko w przypadku fal sinusoidalnych. Podczas gdy w przypadku fal niesinusoidalnych jedyną opcją jest metoda graficzna. Zamiast używać napięcia szczytowego, możemy obliczyć, że napięcie istnieje między dwiema wartościami szczytowymi, które wynosi V.P-P.

Plik Sinusoidalne wartości RMS są obliczane w następujący sposób:

VRMS= Vnapięcie szczytowe* (1 / (√2)) = Vnapięcie szczytowe* 0,7071

VRMS= Vnapięcie szczytowe* (1/2 (√2)) = Vszczyt-szczyt* 0,3536

VRMS= Vśredni* ( / (√2)) = Vśredni* 1.11

Odpowiednik napięcia RMS

Istnieją głównie dwa ogólne podejścia do obliczania wartości skutecznej napięcia sinusoidy lub nawet innego skomplikowanego przebiegu. Podejścia są

  • Metoda graficzna napięcia RMS - Służy do obliczenia wartości skutecznej napięcia fali niesinusoidalnej, która zmienia się w czasie. Można to zrobić, wskazując środkowe rzędne na fali.
  • Metoda analityczna napięcia RMS - Służy do obliczenia napięcia fali za pomocą obliczeń matematycznych.

Podejście graficzne

Podejście to przedstawia tę samą procedurę obliczania wartości RMS dla dodatniej i ujemnej połowy fali. Tak więc ten artykuł wyjaśnia procedurę pozytywnego cyklu. Wartość można obliczyć, biorąc pod uwagę określoną dokładność dla podobnie rozmieszczonej chwili w całym przebiegu.

Dodatni półcykl jest podzielony na „n” równych części, zwanych również rzędnymi środkowymi. Jeśli jest więcej środkowych rzędnych, wynik będzie dokładniejszy. Zatem szerokość każdej środkowej rzędnej będzie wynosić n stopni, a wysokość to chwilowa wartość fali na osi x fali.

Metoda graficzna

Metoda graficzna

Tutaj każda środkowa wartość rzędnej w rzucie jest podwajana, a następnie dodawana do następnej wartości. To podejście zapewnia kwadratową wartość napięcia RMS. Następnie uzyskaną wartość dzieli się przez całkowitą liczbę środkowych rzędnych, gdzie daje to średnią wartość napięcia skutecznego. Zatem równanie napięcia RMS jest podane przez

Vrms = [całkowita suma środkowych rzędnych × (napięcie) 2] / liczba środkowych rzędnych

W poniższym przykładzie występuje 12 środkowych rzędnych, a napięcie skuteczne jest pokazane jako

VRMS= √ (V1dwa+ Vdwadwa+ V3dwa+ V4dwa+ V5dwa+ V6dwa+ …… + V12dwa) / 12

Rozważmy, że napięcie przemienne ma szczytową wartość napięcia 20 woltów i biorąc pod uwagę 10 środkowych wartości rzędnych, przyjmuje się ją jako

VRMS= √ (6,2dwa+ 11,8dwa+ 16.2dwa+ 19dwa+ 20dwa+ 16.2dwa+ 11,8dwa+ 6.2dwa+ 0dwa) / 10 = √ (2000) / 12

VRMS= 14,14 woltów

Podejście graficzne pokazuje doskonałe wyniki w znajomości wartości RMS fali AC, która jest sinusoidalna lub symetryczna. Oznacza to, że metoda graficzna ma zastosowanie nawet do skomplikowanych przebiegów.

Podejście analityczne

Tutaj metoda ta dotyczy tylko fal sinusoidalnych, które są łatwe do znalezienia wartości skutecznej napięcia za pomocą podejścia matematycznego. Okresowy rodzaj fali sinusoidalnej jest stały i określony jako

V(t)= Vmax* cos (ωt).

W tym wartość skuteczna napięcia sinusoidalnego V.(t)jest

VRMS= √ (1 / T ʃT0Vmaxdwa*cosdwa(ωt))

Gdy granice całkowania są rozważane między 00i 3600, następnie

VRMS= √ (1 / T ʃT0Vmaxdwa*cosdwa(ωt))

Ogólnie rzecz biorąc, odpowiadające napięciom prądu przemiennego, napięcie RMS jest najlepszym sposobem reprezentacji, gdzie reprezentuje wielkość sygnału, wartości prądu i napięcia. Wartość RMS nie jest podobna do mediany wszystkich wartości chwilowych. Proporcja do napięcia RMS i do wartości szczytowej napięcia jest równoważna wartości skutecznej prądu i wartości szczytowej prądu.

Wiele urządzeń multimetrowych amperomierz lub woltomierz oblicza wartość RMS z uwzględnieniem dokładnych fal sinusoidalnych. Do pomiaru wartości skutecznej fali niesinusoidalnej potrzebny jest „dokładny multimetr”. Wartość, którą można znaleźć w podejściu RMS dla fali sinusoidalnej, zapewnia podobny efekt ogrzewania, jak w przypadku fali prądu stałego.

Na przykład jadwaR = IRMSdwaR. W przypadku napięć i prądów przemiennych należy je traktować jako wartości skuteczne, jeśli nie są traktowane jako inne. Zatem prąd przemienny o wartości 10 amperów zapewni podobny efekt grzewczy jak prąd stały o natężeniu 10 amperów i wartość szczytową około 14,12 amperów.

Tak więc wszystko to dotyczy pojęcia napięcia RMS, jego równania, przebiegów sinusoidalnych, metod stosowanych do obliczania tych wartości napięcia i szczegółowego Teoria napięcia RMS tego. Dowiedz się również, jak napięcie szczytowe, średnie napięcie i napięcia międzyszczytowe są przekształcane na napięcie RMS za pomocą Kalkulator RMS ?