Giá trị Trung bình Căn bậc hai của Tín hiệu AC là gì?

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

Electrical Engineer

10Year<

China

Đây là những câu hỏi xuất hiện trong tâm trí chúng ta mỗi khi làm việc với mạch điện xoay chiều.

Giả sử, chúng ta có một mạch DC đơn giản (hình – 1) và chúng ta muốn sao chép nó thành một mạch AC. Chúng ta đã có mọi thứ giống nhau, ngoại trừ điện áp nguồn, nay sẽ là nguồn AC điện áp. Bây giờ, câu hỏi đặt ra là giá trị của điện áp nguồn AC nên là bao nhiêu để mạch hoạt động giống như mạch DC.

Hãy đặt cùng giá trị điện áp nguồn AC (AC Vpeak = 10 volt) như trong mạch DC. Bằng cách đó, chúng ta có thể thấy (hình 3) trong nửa chu kỳ, tín hiệu điện áp AC không phủ kín toàn bộ diện tích (diện tích màu xanh lam) của điện áp DC không đổi, điều này có nghĩa là tín hiệu AC không cung cấp cùng lượng công suất như nguồn DC.

Điều này có nghĩa là chúng ta phải tăng điện áp AC để phủ kín cùng diện tích và xem liệu nó có cung cấp cùng lượng công suất hay không.
ac signal

Chúng ta đã tìm thấy (hình 4) bằng cách tăng điện áp đỉnh Vpeak lên (π/2) lần điện áp nguồn DC điện áp, chúng ta có thể thực sự phủ kín toàn bộ diện tích của DC trong AC. Khi tín hiệu điện áp AC hoàn toàn đại diện cho tín hiệu điện áp DC, thì giá trị của tín hiệu DC được gọi là giá trị trung bình của tín hiệu AC.
ac signal
Bây giờ, điện áp AC của chúng ta nên cung cấp cùng lượng công suất. Nhưng khi chúng ta bật nguồn, đáng ngạc nhiên, chúng ta phát hiện ra rằng điện áp AC cung cấp nhiều công suất hơn so với DC. Bởi vì giá trị trung bình của AC cung cấp cùng lượng điện tích nhưng không phải cùng lượng công suất. Do đó, để có cùng lượng công suất từ nguồn AC, chúng ta phải giảm điện áp nguồn AC.
ac signal
Chúng ta đã tìm thấy rằng bằng cách giảm điện áp đỉnh điện áp Vpeak xuống √2 lần điện áp DC, chúng ta có cùng lượng công suất chảy qua cả hai mạch. Khi tín hiệu điện áp AC cung cấp cùng lượng công suất như trong DC, thì giá trị của điện áp DC được gọi là giá trị hiệu dụng hoặc rms value của AC.
Chúng ta luôn quan tâm đến lượng công suất chảy qua mạch, bất kể cần bao nhiêu electron để cung cấp lượng công suất đó, và đó là lý do tại sao chúng ta luôn sử dụng giá trị hiệu dụng của nguồn AC thay vì giá trị trung bình ở mọi nơi trong hệ thống AC.

Kết luận
Giá trị trung bình của dòng điện AC đại diện cho lượng điện tích tương đương trong dòng điện DC.

Giá trị hiệu dụng của dòng điện AC đại diện cho lượng công suất tương đương trong dòng điện DC

Dòng điện AC cần ít điện tích hơn để cung cấp cùng lượng công suất DC.