چه چیزی مقدار ریشه دوم متوسط سیگنال متناوب است

این سوالات هر بار که با مدارهای AC (متناوب) سروکار داریم در ذهن ما مطرح می‌شوند.

فرض کنید، ما یک مدار DC ساده (شکل – 1) داریم و می‌خواهیم آن را در یک مدار AC تکرار کنیم. همه چیز یکسان است، به جز ولتاژ تغذیه که حالا باید یک ولتاژ AC باشد. حالا سؤال این است که چقدر باید ولتاژ تغذیه AC باشد تا مدارمان دقیقاً مانند مدار DC عمل کند.

بیایید همان مقدار ولتاژ تغذیه AC (Vpeak = 10 ولت) را قرار دهیم که در مدار DC داریم. با انجام این کار می‌توانیم (شکل 3) برای نیم دوره مشاهده کنیم که سیگنال ولتاژ AC نمی‌تواند تمام مساحت (ناحیه آبی) ولتاژ ثابت DC را پوشش دهد، که به این معناست که سیگنال AC نمی‌تواند همان مقدار انرژی را که توسط تغذیه DC ارائه می‌شود، ارائه دهد.

این به این معناست که باید ولتاژ AC را افزایش دهیم تا همان مساحت را پوشش دهد و ببینیم که آیا همان مقدار انرژی را تأمین می‌کند یا خیر.

پیدا کردیم که (شکل 4) با افزایش ولتاژ Vpeak تا (π/2) برابر ولتاژ تغذیه DC می‌توانیم کل مساحت DC را در AC پوشش دهیم. وقتی سیگنال ولتاژ AC کاملاً سیگنال ولتاژ DC را نشان می‌دهد، آن مقدار سیگنال DC را مقدار میانگین سیگنال AC می‌نامند.

حالا ولتاژ AC باید همان مقدار انرژی را تأمین کند. اما وقتی تغذیه را روشن کردیم، به شگفتی دریافتیم که ولتاژ AC بیشتر از DC انرژی تأمین می‌کند. زیرا مقدار میانگین AC همان مقدار بار را تأمین می‌کند، اما نه همان مقدار انرژی. بنابراین، برای دریافت همان مقدار انرژی از تغذیه AC، باید ولتاژ تغذیه AC را کاهش دهیم.

پیدا کردیم که با کاهش ولتاژ Vpeak تا √2 برابر ولتاژ DC می‌توانیم همان مقدار انرژی را در هر دو مدار تأمین کنیم. وقتی سیگنال ولتاژ AC همان مقدار انرژی را که در DC تأمین می‌شود، تأمین می‌کند، آن مقدار ولتاژ DC را مقدار ریشه میانگین مربع یا rms value AC می‌نامند.
ما همیشه به میزان انرژی که از طریق مدارهایمان می‌گذرد علاقمند هستیم، صرف نظر از اینکه چقدر الکترون برای تأمین آن انرژی لازم است، و این دلیل است که همیشه از مقدار ریشه میانگین مربع ولتاژ AC به جای مقدار میانگین در سیستم AC استفاده می‌کنیم.

نتیجه‌گیری
مقدار میانگین جریان AC نمایانگر مقدار برابر بار در جریان DC است.

مقدار ریشه میانگین مربع جریان AC نمایانگر مقدار برابر انرژی در جریان DC است

جریان AC مقدار کمتری بار را برای تأمین همان مقدار انرژی DC نیاز دارد.

منبع: Electrical4u

بیانیه: احترام به محتوای اصولی، مقاله‌های خوب ارزش اشتراک‌گذاری دارند، در صورت نقض حقوق نویسنده با ما تماس بگیرید.