Trong lĩnh vực điện tử, chúng ta thường nghe thấy các thuật ngữ luân phiên và trực tiếp hiện hành . Vì vậy, dạng sóng xoay chiều là dạng sóng có liên quan đến dòng điện xoay chiều. Điều này có nghĩa là nó là một dạng sóng tuần hoàn chuyển đổi giữa các giá trị âm và dương. Và dạng sóng chung nhất được sử dụng để biểu diễn điều này là dạng sóng hình sin. Khi chuyển sang dạng sóng dòng điện một chiều, các giá trị dòng điện và điện áp về cơ bản ở trạng thái ổn định. Nó được đơn giản hóa để biểu diễn các giá trị ổn định và cả giá trị độ lớn của chúng. Nhưng theo thảo luận ở trên, giá trị độ lớn của dạng sóng AC không đơn giản như vậy vì nó thay đổi liên tục tương ứng với thời gian. Để biết điều này, có nhiều phương pháp và phương pháp phổ biến nhất là “Điện áp RMS”. Bài viết này giải thích rõ ràng toàn bộ lý thuyết điện áp RMS, các phương trình của nó, các phương pháp áp dụng và các lý thuyết khác.

Điện áp RMS là gì?

Định nghĩa: Thứ nhất, nó được mở rộng thành Giá trị gốc-trung bình-bình phương. Định nghĩa chung được nhiều người đưa ra cho điều này là lượng điện xoay chiều được tính toán mang lại cùng lượng điện năng sưởi ấm tương ứng với điện một chiều. quyền lực , nhưng điện áp RMS có chức năng bổ sung. Nó được gọi là √ giá trị trung bình của hàm kép của các giá trị được tạo tức thì.

Giá trị được biểu thị là V_RMSvà giá trị hiện tại RMS là I_RMS.

Dạng sóng điện áp RMS

Các giá trị RMS chỉ được tính toán cho các giá trị điện áp hoặc dòng điện hình sin dao động theo thời gian trong đó cường độ của sóng thay đổi tương ứng với thời gian, nhưng không được sử dụng cho các giá trị dạng sóng DC tính toán vì độ lớn vẫn không đổi. Bằng cách so sánh giá trị RMS của sóng hình sin AC cung cấp một lượng điện tương tự với tải được cung cấp dưới dạng mạch DC tương tự, khi đó giá trị được gọi là giá trị hiệu dụng.

Ở đây, giá trị hiện tại hiệu dụng được biểu diễn là I_effvà giá trị điện áp hiệu dụng là V_eff. Hoặc giá trị hiệu dụng cũng được cho biết là bao nhiêu ampe hoặc vôn đối với sóng DC tương ứng với khả năng tạo ra một lượng điện năng tương tự.

“tín hiệu số có hai tham số là biên độ và tần số. ”

Phương trình

Điều quan trọng hơn là phải biết Phương trình điện áp RMS nơi nó được sử dụng để tính toán nhiều giá trị và phương trình cơ bản là

V_RMS= V_{điện áp đỉnh}* (1 / (√2)) = V_{điện áp đỉnh}* 0,7071

Giá trị điện áp RMS dựa trên giá trị cường độ sóng AC và nó không phụ thuộc vào góc pha hoặc tần số của các dạng sóng dòng điện xoay chiều.

Ví dụ: khi điện áp đỉnh của dạng sóng AC được cung cấp là 30 vôn thì điện áp RMS được tính như sau:

V_RMS= V_{điện áp đỉnh}* (1 / (√2)) = 30 * 0,7071 = 21,213

Giá trị kết quả gần như giống nhau trong cả phương pháp đồ thị và phương pháp phân tích. Điều này chỉ xảy ra trong trường hợp sóng hình sin. Trong khi ở các sóng không hình sin, phương pháp đồ thị là lựa chọn duy nhất. Thay vì sử dụng điện áp đỉnh, chúng ta có thể tính toán bằng cách sử dụng điện áp tồn tại giữa hai giá trị đỉnh là V_P-P.

Các Giá trị RMS hình sin được tính như sau:

V_RMS= V_{điện áp đỉnh}* (1 / (√2)) = V_{điện áp đỉnh}* 0,7071

V_RMS= V_{điện áp đỉnh}* (1/2 (√2)) = V_{cao điểm}* 0,3536

V_RMS= V_{Trung bình cộng}* ( ∏ / (√2)) = V_{Trung bình cộng}* 1.11

Điện áp RMS tương đương

Chủ yếu tồn tại hai cách tiếp cận chung để tính toán giá trị điện áp RMS của sóng sin hoặc thậm chí một dạng sóng phức tạp khác. Các cách tiếp cận là

Phương pháp đồ thị điện áp RMS - Điều này được sử dụng để tính toán điện áp RMS của một sóng không sin thay đổi theo thời gian. Điều này có thể được thực hiện bằng cách trỏ các tọa độ giữa trong wave.
Phương pháp phân tích điện áp RMS - Điều này được sử dụng để tính điện áp của sóng thông qua các phép tính toán học.

Phương pháp tiếp cận đồ họa

Cách tiếp cận này cho thấy quy trình tương tự để tính toán giá trị RMS cho nửa âm và dương của sóng. Vì vậy, bài viết này giải thích quy trình của một chu kỳ tích cực. Giá trị có thể được tính bằng cách xem xét một lượng chính xác cụ thể cho một khoảng thời gian tương tự cách đều nhau trên tất cả dạng sóng.

Nửa chu kỳ dương được phân tách thành ‘n’ phần bằng nhau, chúng còn được gọi là chuẩn giữa. Khi có nhiều pháp tuyến ở giữa, kết quả sẽ chính xác hơn. Vì vậy, chiều rộng của mọi tọa độ giữa sẽ là n độ và chiều cao là giá trị tức thời của sóng trên trục x của sóng.

Phương pháp đồ họa

Ở đây, mọi giá trị sắp xếp giữa trong wave được nhân đôi và sau đó được thêm vào giá trị tiếp theo. Cách tiếp cận này cung cấp giá trị bình phương của điện áp RMS. Sau đó, giá trị thu được được chia cho tổng số bậc trung bình trong đó giá trị trung bình của điện áp RMS. Vì vậy, phương trình điện áp RMS được đưa ra bởi

Vrms = [tổng số bậc giữa × (điện áp) 2] / số bậc giữa

Trong ví dụ dưới đây, có 12 bậc trung bình và điện áp RMS được hiển thị như

V_RMS= √ (V₁^hai+ V_hai^hai+ V₃^hai+ V₄^hai+ V₅^hai+ V₆^hai+ …… + V₁₂^hai) / 12

Chúng ta hãy coi rằng điện áp xoay chiều có giá trị điện áp đỉnh là 20 vôn và với việc xem xét 10 giá trị trung gian, nó được cho là

V_RMS= √ (6,2^hai+ 11,8^hai+ 16,2^hai+ 19^hai+ 20^hai+ 16,2^hai+ 11,8^hai+ 6,2^hai+ 0^hai) / 10 = √ (2000) / 12

V_RMS= 14,14 vôn

Cách tiếp cận đồ thị cho thấy kết quả tuyệt vời trong việc biết các giá trị RMS của sóng AC có dạng đối xứng hình sin. Điều này có nghĩa là phương pháp đồ họa thậm chí có thể áp dụng cho các dạng sóng phức tạp.

Phương pháp phân tích

Ở đây, phương pháp này chỉ xử lý các sóng sin dễ dàng tìm thấy các giá trị điện áp RMS thông qua phương pháp toán học. Một loại sóng hình sin tuần hoàn là không đổi và được cho là

V_(t)= V_{tối đa}* cos (ωt).

Trong đó, giá trị RMS của điện áp sin V_(t)Là

V_RMS= √ (1 / T ʃ^T₀V_{tối đa}^hai* gì đó^hai(ωt))

Khi các giới hạn tích phân được coi là giữa 0⁰và 360⁰, sau đó

V_RMS= √ (1 / T ʃ^T₀V_{tối đa}^hai* gì đó^hai(ωt))

Nhìn chung, tương ứng với điện áp xoay chiều, điện áp RMS là cách biểu diễn tốt nhất khi nó thể hiện cường độ tín hiệu, giá trị dòng điện và điện áp. Giá trị RMS không giống với giá trị trung bình của toàn bộ giá trị tức thời. Tỷ lệ giữa điện áp RMS và giá trị điện áp đỉnh tương đương với dòng điện RMS và giá trị dòng điện đỉnh.

Nhiều thiết bị đồng hồ vạn năng ampe kế hoặc vôn kế tính toán giá trị RMS trong việc xem xét sóng sin chính xác. Để đo giá trị RMS của sóng không sin, cần có 'Đồng hồ vạn năng chính xác'. Giá trị được tìm thấy bằng cách tiếp cận RMS đối với sóng hình sin cung cấp hiệu ứng gia nhiệt tương tự đối với sóng DC.

Ví dụ, tôi^haiR = tôi_RMS^haiR. Trong trường hợp điện áp và dòng điện xoay chiều, chúng phải được coi là các giá trị RMS nếu không được coi là các giá trị khác. Vì vậy, nguồn AC 10 ampe sẽ cung cấp hiệu ứng sưởi ấm tương tự như nguồn điện một chiều 10 ampe và giá trị đỉnh xấp xỉ 14,12 ampe.

Vì vậy, đây là tất cả khái niệm về điện áp RMS, phương trình của nó, dạng sóng hình sin, các phương pháp được sử dụng để tính toán các giá trị điện áp này và Lý thuyết điện áp RMS của nó. Ngoài ra, hãy biết về cách điện áp đỉnh, điện áp trung bình và điện áp đỉnh-đỉnh được chuyển đổi thành điện áp RMS thông qua Máy tính RMS ?