Im Bereich der Elektronik hören wir häufig die Begriffe abwechselnd und direkt Strom . Eine alternierende Wellenform ist also diejenige, die sich auf Wechselstrom bezieht. Dies bedeutet, dass es sich um eine periodische Wellenform handelt, die zwischen negativen und positiven Werten umschaltet. Und die allgemeinste Art von Wellenform, die verwendet wird, um dies darzustellen, ist eine sinusförmige Wellenform. Bei Gleichstromwellenform sind die Strom- und Spannungswerte grundsätzlich in einem stabilen Zustand. Es ist so vereinfacht, stabile Werte und deren Größenwerte darzustellen. Gemäß der obigen Diskussion sind die Größenwerte von Wechselstromwellenformen jedoch nicht so einfach, weil sie sich entsprechend der Zeit kontinuierlich ändern. Um dies zu wissen, gibt es viele Methoden und die beliebteste Methode ist „RMS Voltage“. Dieser Artikel erklärt klar die gesamte RMS-Spannungstheorie, ihre Gleichungen, anwendbaren Methoden und andere.
Was ist die Effektivspannung?
Definition: Erstens wird es als Root-Mean-Squared-Wert erweitert. Die allgemeine Definition, die von vielen dafür gegeben wird, ist die Menge der berechneten Wechselstromleistung, die die gleiche Menge an Heizleistung liefert, die der Gleichstrom entspricht Leistung Die Effektivspannung verfügt jedoch über zusätzliche Funktionen. Es wird als √ des Durchschnittswerts der Doppelfunktion der sofort erzeugten Werte bezeichnet.
Der Wert wird als V dargestelltRMSund der aktuelle Effektivwert ist I.RMS.
RMS-Spannungswellenform
RMS-Werte werden nur für die zeitlich schwankenden sinusförmigen Spannungs- oder Stromwerte berechnet, bei denen sich die Größe der Welle entsprechend der Zeit ändert, jedoch nicht für die Berechnung der DC-Wellenformwerte verwendet, da die Größe konstant bleibt. Durch Vergleichen des Effektivwerts der Wechselstrom-Sinuswelle, die eine ähnliche Menge an elektrischer Leistung mit der bereitgestellten Last liefert, wie ein ähnlicher Gleichstromkreis, wird der Wert als effektiver Wert bezeichnet.
Hier wird der effektive Stromwert als I dargestellteffund der effektive Spannungswert ist V.eff. Oder der effektive Wert wird auch als die Anzahl der Ampere oder Volt für eine Gleichstromwelle angegeben, die der Fähigkeit entspricht, eine ähnliche Energiemenge zu erzeugen.
Gleichung
Es ist wichtiger, das zu kennen RMS-Spannungsgleichung wo es verwendet wird, um viele Werte zu berechnen und die Grundgleichung ist
V.RMS= V.Spitzenspannung* (1 / (√2)) = V.Spitzenspannung* 0,7071
Der Effektivspannungswert basiert auf dem Wert der Wechselstromwellengröße und ist weder vom Phasenwinkel noch von der Frequenz des Wechselstroms abhängig Wechselstromwellenformen.
Zum Beispiel: Wenn die Spitzenspannung der Wechselstromwellenform als 30 Volt bereitgestellt wurde, wird die Effektivspannung wie folgt berechnet:
V.RMS= V.Spitzenspannung* (1 / (√2)) = 30 * 0,7071 = 21,213
Der resultierende Wert ist sowohl in der grafischen als auch in der analytischen Methode nahezu identisch. Dies geschieht nur bei Sinuswellen. Während bei nicht sinusförmigen Wellen die grafische Methode die einzige Option ist. Anstatt die Spitzenspannung zu verwenden, können wir berechnen, dass zwischen zwei Spitzenwerten V existiertP-P.
Das Sinusförmige Effektivwerte werden wie folgt berechnet:
V.RMS= V.Spitzenspannung* (1 / (√2)) = V.Spitzenspannung* 0,7071
V.RMS= V.Spitzenspannung* (1/2 (√2)) = V.Spitze-Spitze* 0,3536
V.RMS= V.durchschnittlich* ( ∏ / (√2)) = V.durchschnittlich* 1.11
RMS-Spannungsäquivalent
Es gibt hauptsächlich zwei allgemeine Ansätze zur Berechnung des Effektivspannungswerts einer Sinuswelle oder sogar einer anderen komplizierten Wellenform. Die Ansätze sind
- Grafische Methode der Effektivspannung - Hiermit wird die Effektivspannung einer Nicht-Sinuswelle berechnet, die sich zeitlich ändert. Dies kann durch Zeigen der mittleren Ordinaten in der Welle erfolgen.
- RMS Voltage Analytical Method - Hiermit wird die Spannung der Welle durch mathematische Berechnungen berechnet.
Grafischer Ansatz
Dieser Ansatz zeigt das gleiche Verfahren für die Berechnung des Effektivwerts für die positive und negative Hälfte der Welle. In diesem Artikel wird die Vorgehensweise eines positiven Zyklus erläutert. Der Wert kann berechnet werden, indem ein bestimmter Genauigkeitsgrad für einen Moment mit ähnlichem Abstand über die gesamte Wellenform berücksichtigt wird.
Der positive Halbzyklus ist in n gleiche Teile unterteilt, die auch als mittlere Ordinaten bezeichnet werden. Wenn es mehr mittlere Ordinaten gibt, ist das Ergebnis genauer. Die Breite jeder mittleren Ordinate beträgt also n Grad und die Höhe ist der Momentanwert der Welle über die x-Achse der Welle.
Grafische Methode
Hier wird jeder mittlere Ordinatenwert in der Welle verdoppelt und dann zum nächsten Wert addiert. Dieser Ansatz liefert den Quadratwert der Effektivspannung. Dann wird der erhaltene Wert durch die Gesamtzahl der mittleren Ordinaten geteilt, wobei dies den Mittelwert der Effektivspannung ergibt. Die Effektivspannungsgleichung ist also gegeben durch
Vrms = [Gesamtsumme der mittleren Ordinaten × (Spannung) 2] / Anzahl der mittleren Ordinaten
Im folgenden Beispiel gibt es 12 mittlere Ordinaten und die Effektivspannung wird als angezeigt
V.RMS= √ (V.1zwei+ V.zweizwei+ V.3zwei+ V.4zwei+ V.5zwei+ V.6zwei+ …… + V.12zwei) / 12
Nehmen wir an, dass die Wechselspannung einen Spitzenspannungswert von 20 Volt hat und unter Berücksichtigung von 10 mittleren Ordinatenwerten gegeben ist als
V.RMS= √ (6.2zwei+ 11.8zwei+ 16.2zwei+ 19zwei+ 20zwei+ 16.2zwei+ 11.8zwei+ 6.2zwei+ 0zwei) / 10 = √ (2000) / 12
V.RMS= 14,14 Volt
Der grafische Ansatz zeigt hervorragende Ergebnisse bei der Kenntnis der Effektivwerte einer Wechselstromwelle, die entweder sinusförmig oder symmetrisch ist. Dies bedeutet, dass die grafische Methode sogar auf komplizierte Wellenformen anwendbar ist.
Analytischer Ansatz
Hier behandelt diese Methode nur Sinuswellen, bei denen die Effektivspannungswerte durch den mathematischen Ansatz leicht zu finden sind. Eine periodische Art von Sinuswelle ist konstant und gegeben als
V.(t)= V.max* cos (ωt).
Dabei ist der Effektivwert der Sinusspannung V.(t)ist
V.RMS= √ (1 / T ʃT.0V.maxzwei*etwaszwei(ωt))
Wenn die Integralgrenzen zwischen 0 berücksichtigt werden0und 3600, dann
V.RMS= √ (1 / T ʃT.0V.maxzwei*etwaszwei(ωt))
Insgesamt ist die Effektivspannung entsprechend den Wechselspannungen die beste Darstellungsweise, wenn sie die Werte für Signalgröße, Strom und Spannung darstellt. Der RMS-Wert ist nicht ähnlich dem Median der gesamten Momentanwerte. Das Verhältnis zur Effektivspannung und zum Spitzenspannungswert entspricht dem Effektivstrom und dem Spitzenstromwert.
Viele der Multimetergeräte auch Amperemeter oder Voltmeter berechnen den Effektivwert unter Berücksichtigung genauer Sinuswellen. Zur Messung des Effektivwerts der Nicht-Sinuswelle ist ein „genaues Multimeter“ erforderlich. Der Wert, der durch den RMS-Ansatz für eine Sinuswelle ermittelt wird, liefert einen ähnlichen Erwärmungseffekt wie für die Gleichstromwelle.
Zum Beispiel ichzweiR = I.RMSzweiR. Bei Wechselspannungen und -strömen müssen sie als Effektivwerte betrachtet werden, wenn sie nicht als andere betrachtet werden. Ein Wechselstrom von 10 Ampere liefert also einen ähnlichen Erwärmungseffekt wie ein Gleichstrom von 10 Ampere und einen Spitzenwert von ungefähr 14,12 Ampere.
Dies ist also alles über das Konzept der Effektivspannung, ihre Gleichung, sinusförmige Wellenformen, Methoden zur Berechnung dieser Spannungswerte und die Details Effektivspannungstheorie davon. Informieren Sie sich auch darüber, wie Spitzenspannung, Durchschnittsspannung und Spitze-Spitze-Spannungen über eine in RMS-Spannung umgewandelt werden RMS-Rechner ?
