ค่าสูงสุด ค่าเฉลี่ย และค่า RMS

คำนิยามของค่าสูงสุด

ค่าสูงสุดของปริมาณสลับหมายถึงขนาดสูงสุดที่มันสามารถเข้าถึงได้ภายในหนึ่งวงจร หรือเรียกว่าค่าสูงสุด ค่าแอมพลิจูด หรือค่ายอด สำหรับปริมาณซินูโซอิด ค่านี้เกิดขึ้นที่ 90 องศา ตามที่แสดงในรูปภาพด้านล่าง ค่าสูงสุดของแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าสลับจะแทนด้วย E_m และ I_m ตามลำดับ

ค่าเฉลี่ยของปริมาณสลับ
ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้าสลับถูกกำหนดให้เป็นค่าเฉลี่ยของค่าทันทีทั้งหมดตลอดวงจรหนึ่งวงจร สำหรับรูปคลื่นที่สมมาตร เช่น สัญญาณซินูโซอิด ครึ่งวงจรบวกสะท้อนภาพครึ่งวงจรลบ ดังนั้น ค่าเฉลี่ยตลอดวงจรเต็มจะเป็นศูนย์เนื่องจากการยกเลิกทางพีชคณิต

เนื่องจากทั้งสองครึ่งวงจรทำงาน ค่าเฉลี่ยถูกคำนวณโดยไม่ต้องพิจารณาสัญลักษณ์ ดังนั้น ใช้เพียงครึ่งวงจรบวกในการกำหนดค่าเฉลี่ยสำหรับรูปคลื่นซินูโซอิด แนวคิดนี้สามารถแสดงผ่านตัวอย่างได้ดังนี้:

แบ่งครึ่งวงจรบวกออกเป็น (n) ส่วนเท่าๆ กัน ตามที่แสดงในรูปภาพด้านบน

ให้ i₁, i₂, i₃…….. i_n  เป็นค่ากลางของส่วนเหล่านั้น

ค่าเฉลี่ยของกระแส I_av = ค่าเฉลี่ยของค่ากลาง

คำนิยามและหลักการของค่า RMS
ค่า RMS (Root Mean Square) ของกระแสสลับถูกกำหนดให้เป็นกระแสคงที่ที่ เมื่อไหลผ่านตัวต้านทานในเวลาที่ระบุ จะสร้างความร้อนเท่ากับกระแสสลับที่ไหลผ่านตัวต้านทานเดียวกันในเวลาเดียวกัน

หรือ ค่า RMS คือ รากที่สองของค่าเฉลี่ยของกำลังสองของค่าทันทีทั้งหมดของกระแส

คำอธิบายหลักการ

พิจารณากระแสสลับ I ที่ไหลผ่านตัวต้านทาน R ในเวลา t สร้างความร้อนเท่ากับกระแสตรง I_eff ตามที่แสดงด้านล่าง วงจรของกระแสถูกแบ่งออกเป็น n ช่วงเท่าๆ กันของ t/n วินาทีแต่ละช่วง:

ให้ i₁, i₂, i₃,………..in เป็นค่ากลาง

แล้วความร้อนที่สร้างขึ้นใน

คำนิยามและความสำคัญของค่า RMS

ทางคณิตศาสตร์ ค่า RMS (Root Mean Square) ถูกแสดงเป็น I_eff = รากที่สองของค่าเฉลี่ยของกำลังสองของค่าทันที ค่านี้วัดความสามารถในการโอนพลังงานของแหล่ง AC ทำให้มันเป็นค่าที่แท้จริงของการส่งผลของกระแสสลับหรือแรงดันไฟฟ้า

เครื่องวัดกระแสและแรงดันไฟฟ้าโดยธรรมชาติบันทึกค่า RMS ตัวอย่างเช่น การจ่ายไฟฟ้า AC เฟสเดียวมาตรฐานที่มีแรงดัน 230 V ความถี่ 50 Hz ระบุค่า RMS ของแรงดัน เนื่องจากค่านี้กำหนดพลังงานที่ส่งไปยังโหลดไฟฟ้า ในวงจร DC แรงดันและกระแสคงที่ ทำให้การประเมินขนาดง่าย ในขณะที่ระบบ AC ต้องการเมตริกพิเศษเนื่องจากธรรมชาติที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ปริมาณสลับมีพารามิเตอร์หลักสามประการ: ค่าสูงสุด (ขนาดทันทีสูงสุด), ค่าเฉลี่ย (ค่าเฉลี่ยของค่าครึ่งวงจรบวก), และค่า RMS (ค่าเทียบเท่า DC สำหรับการโอนพลังงาน) พารามิเตอร์เหล่านี้ช่วยให้สามารถวิเคราะห์พฤติกรรมของระบบ AC และการโอนพลังงานได้อย่างแม่นยำ