交流信号の実効値とは何ですか

これらの質問は、常に交流回路を扱う際に私たちの頭に浮かぶものです。

たとえば、私たちは単純な直流回路（図1）があり、これを交流回路で再現したいと考えています。すべてが同じですが、供給電圧だけが交流供給電圧になります。ここで問題になるのは、どのような値の交流供給電圧が必要かということです。

同じ値の交流供給電圧（AC Vピーク = 10 ボルト）を使用してみましょう。これは私たちの直流回路と同じです。これを行うことで、半周期での交流電圧信号が一定の直流電圧の全領域（青色の領域）をカバーしていないことがわかります。つまり、私たちの交流信号は直流供給と同じ量の電力を供給できません。

つまり、同じ領域をカバーするためには交流電圧を増やす必要があります。

私たちは（図4）、ピーク電圧 Vピーク を直流供給電圧の (π/2) 倍まで増やすことで、実際には直流の全領域を交流でカバーできることがわかりました。交流電圧信号が直流電圧信号を完全に表現するとき、その直流信号の値は交流信号の平均値と呼ばれます。

この場合、交流電圧は同じ量の電力を供給するはずです。しかし、供給をオンにすると驚くべきことに、交流電圧は直流よりも多くの電力を供給していました。なぜなら、交流の平均値は同じ量の電荷を供給しますが、同じ量の電力は供給しないからです。したがって、交流供給から同じ量の電力を得るためには、交流供給電圧を減らす必要があります。

ピーク電圧 Vピーク を直流電圧の √2 倍まで減らすことで、両回路で同じ量の電力が流れることがわかりました。交流電圧信号が直流と同じ量の電力を供給するとき、その直流電圧の値は交流の有効値または rms 値 と呼ばれます。
私たちは、どの程度の電力が回路を通っているかに関心がありますが、その電力を供給するために必要な電子の数については関心がありません。これが、交流システムでは常に有効値を使用し、平均値を使用しない理由です。

結論
交流電流の平均値は、直流電流における等しい量の電荷を表します。

RMS 値は、直流電流における等しい量の電力を表します。

交流電流は、同じ量の直流電力を供給するためにより少ない電荷を必要とします。

出典: Electrical4u

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