Vad är RMS-spänning: Metoder och dess ekvationer

Inom elektronikområdet hör vi ofta termerna alternerande och direkta nuvarande . Så, en alternerande vågform är den som är relaterad till växelström. Det betyder att det är en periodisk typ av vågform som växlar mellan negativa och positiva värden. Och den mest allmänna typen av vågform som används för att representera detta är en sinusformad vågform. När det gäller likströmsvågform är ström- och spänningsvärdena i princip i stabilt skick. Det är så förenklat att representera stabila värden och deras storleksvärden också. Men enligt ovanstående diskussion är storleksvärdena för växelströmsvågformer inte så enkla eftersom de varierar kontinuerligt motsvarande tiden. För att veta detta finns det många metoder och den mest populära metoden är “RMS Voltage”. Den här artikeln förklarar tydligt hela RMS-spänningsteorin, dess ekvationer, tillämpliga metoder och andra.

Vad är RMS-spänning?

Definition: För det första expanderas det som rotvärde-kvadratvärde. Den allmänna definitionen av många för detta är mängden beräknad växelström som levererar samma mängd värmeeffekt som motsvarar likströmmen kraft , men RMS-spänning har ytterligare funktionalitet. Det betecknas som √ för medelvärdet för dubbelfunktionen för omedelbart genererade värden.

Värdet representeras som V_RMSoch RMS nuvarande värde är I_RMS.

RMS-spänningsvågform

RMS-värden beräknas endast för den tid som fluktuerar sinusformad spänning eller strömvärden där vågens storlek förändras i motsvarighet till tiden, men inte används för beräkningen av DC-vågformsvärden eftersom storleken förblir konstant. Genom att jämföra RMS-värdet för växelströms sinusvåg som levererar en liknande mängd elektrisk kraft med den angivna belastningen som en liknande likströmskrets, är värdet känt som effektivt värde.

Här representeras det effektiva nuvarande värdet som I_effoch det effektiva spänningsvärdet är V_eff. Annars anges det effektiva värdet också som hur många ampere eller volt för en likströmsvåg som motsvarar förmågan att generera en liknande mängd effekt.

Ekvation

Det är viktigare att känna till RMS-spänningsekvation där det används för att beräkna många värden och grundekvationen är

V_RMS= V_{toppspänning}* (1 / (√2)) = V._{toppspänning}* 0,7071

RMS-spänningsvärdet baseras på växelströmsvågens storleksvärde och beror varken på fasens vinkel eller frekvens växelström vågformer.

Till exempel: när toppspänningen för AC-vågformen tillhandahölls som 30 volt beräknas RMS-spänningen enligt följande:

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

Det resulterande värdet är nästan identiskt både i grafiska och analytiska metoder. Detta händer bara vid sinusformade vågor. Medan i icke-sinusformade vågor är den grafiska metoden det enda alternativet. Istället för att använda toppspänningen kan vi beräkna med spänning finns mellan två toppvärden som är V_P-P.

De Sinusformade RMS-värden beräknas enligt följande:

V_RMS= V_{toppspänning}* (1 / (√2)) = V._{toppspänning}* 0,7071

V_RMS= V_{toppspänning}* (1/2 (√2)) = V_topp-topp* 0,3536

V_RMS= V_medel* ( ∏ / (√2)) = V_medel* 1.11

RMS-ekvivalent

Det finns huvudsakligen två allmänna metoder för beräkning av RMS-spänningsvärdet för en sinusvåg eller till och med en annan komplicerad vågform. Tillvägagångssätten är

• RMS spänning grafisk metod - Detta används för att beräkna RMS-spänningen för en icke-sinusvåg som varierar beroende på tid. Detta kan göras genom att peka mittordinater i vågen.
• RMS spänningsanalysmetod - Detta används för att beräkna vågens spänning genom matematiska beräkningar.

Grafisk strategi

Detta tillvägagångssätt visar samma procedur för beräkning av RMS-värde för den positiva och negativa halvan av vågen. Så den här artikeln förklarar proceduren för en positiv cykel. Värdet kan beräknas genom att ta hänsyn till en specifik noggrannhet för ett ögonblick med samma avstånd över hela vågformen.

Den positiva halvcykeln är segregerad i ”n” lika delar som också kallas mellanordinater. När det finns fler mellanordinater blir resultatet mer exakt. Så bredden på varje mittordinat kommer att vara n grader och höjden är det omedelbara värdet för vågen över vågens x-axel.

Grafisk metod

Här fördubblas varje mittordinatvärde i vågen och läggs sedan till nästa värde. Detta tillvägagångssätt ger det kvadratiska värdet på RMS-spänningen. Därefter divideras det erhållna värdet med det totala antalet mittordinater där detta ger medelvärdet för RMS-spänning. Så, RMS-spänningsekvationen ges av

Vrms = [totalsumman av de mellersta ordinaterna × (spänning) 2] / antalet mittordinater

I exemplet nedan finns 12 mittordinater och RMS-spänningen visas som

V_RMS= √ (V.₁^två+ V_två^två+ V₃^två+ V₄^två+ V₅^två+ V₆^två+ …… + V₁₂^två) / 12

Låt oss överväga att växelspänningen har ett toppspänningsvärde på 20 volt och med beaktande av 10 mellersta ordinatvärden ges den som

V_RMS= √ (6.2^två+ 11,8^två+ 16,2^två+ 19^två+ 20^två+ 16,2^två+ 11,8^två+ 6.2^två+ 0^två) / 10 = √ (2000) / 12

V_RMS= 14,14 volt

Det grafiska tillvägagångssättet visar utmärkta resultat när man känner till RMS-värdena för en växelströmsvåg som är antingen sinusformad eller symmetrisk. Detta innebär att den grafiska metoden till och med är tillämplig på komplicerade vågformer.

Analytisk metod

Här behandlar denna metod endast sinusvågor som är lätta att hitta RMS-spänningsvärdena genom det matematiska tillvägagångssättet. En periodisk typ av sinusvåg är konstant och ges som

V_(t)= V_max* cos (ωt).

I detta är RMS-värdet för sinusspänningen V._(t)är

V_RMS= √ (1 / T ʃ^T₀V_max^två*något^två(ωt))

När integralgränserna beaktas mellan 0⁰och 360⁰, då

V_RMS= √ (1 / T ʃ^T₀V_max^två*något^två(ωt))

Sammantaget motsvarar RMS-spänningar RMS-spänning det bästa sättet att representera där den representerar signalstorleken, strömmen och spänningsvärdena. RMS-värdet liknar inte medianen för hela omedelbara värden. Proportionen till RMS-spänningen och toppspänningsvärdet är ekvivalent med RMS-strömmen och toppströmvärdet.

Många av multimeterenheterna heller ammeter eller voltmeter beräknar RMS-värde med hänsyn till exakta sinusvågor. För att mäta RMS-värdet för den icke-sinusvåg, är en 'Exakt multimeter' nödvändig. Värdet som hittas av RMS-metoden för en sinusvåg ger en liknande uppvärmningseffekt som för DC-vågen.

Till exempel, jag^tvåR = I_RMS^tvåR. När det gäller växelspänningar och strömmar måste de betraktas som RMS-värden om de inte betraktas som andra. Så, en växelström på 10 ampere kommer att ge en liknande uppvärmningseffekt som en DC på 10 ampere och ett toppvärde på cirka 14,12 ampere.

Således handlar detta om begreppet RMS-spänning, dess ekvation, sinusformade vågformer, metoder som används för beräkning av dessa spänningsvärden och den detaljerade RMS-spänningsteori av det. Vet också om hur toppspänning, medelspänning och topp-till-toppspänning omvandlas till RMS-spänning genom en RMS-kalkylator ?