RMS vrednosti toka in napetosti
Izmenični sinusni tok ima različne trenutne vrednosti v obdobju. Naravno je zastaviti vprašanje, kakšno vrednost toka bomo izmerili z ampermetrom, vključenim v vezje?
Pri izračunu tokokrogov izmeničnega toka, pa tudi električnih meritev, je neprijetno uporabljati trenutne ali amplitudne vrednosti tokov in napetosti, njihove povprečne vrednosti v določenem obdobju pa so nič. Poleg tega električnega učinka periodično spreminjajočega se toka (količina sproščene toplote, popolno delovanje itd.) ni mogoče oceniti z amplitudo tega toka.
Najbolj priročna je bila uvedba konceptov tako imenovanih efektivnih vrednosti toka in napetosti ... Ti koncepti temeljijo na toplotnem (ali mehanskem) delovanju toka, ki ni odvisen od njegove smeri.
Srednja kvadratna vrednost izmeničnega toka - to je vrednost enosmernega toka, pri kateri se med obdobjem izmeničnega toka v prevodniku sprosti enaka količina toplote kot med izmeničnim tokom.
Za oceno izvedenih ukrepov izmenični tok, bomo njegovo delovanje primerjali s toplotnim učinkom enosmernega toka.
Enosmerna moč P A, ki poteka skozi upor r, bo P = P2r.
Izmenična moč je izražena kot povprečni učinek trenutne moči Az2r v celotnem obdobju ali povprečje (I am x sinωT)2 NS r za isti čas.
Naj bo povprečna vrednost t2 za obdobje M. Če izenačimo moč enosmernega in izmeničnega toka, dobimo: Az2r = Mr -n, od koder je Az = √M,
Količina I se imenuje efektivna vrednost izmeničnega toka.
Povprečna vrednost i2 pri izmeničnem toku se določi na naslednji način.
Konstruirajmo krivuljo sinusnega toka. S kvadriranjem vsake trenutne vrednosti toka dobimo krivuljo P glede na čas.
AC efektivna vrednost
Obe polovici te krivulje ležita nad vodoravno osjo, saj dajejo negativni tokovi (-i) v drugi polovici periode na kvadrat pozitivne vrednosti.
Konstruirajte pravokotnik z osnovo T in ploščino, ki je enaka ploščini, omejeni s krivuljo i2 in vodoravno osjo. Višina pravokotnika M bo ustrezala povprečni vrednosti P za obdobje. Ta vrednost obdobja, izračunana z uporabo višje matematike, bo enaka 1/2 I2m... Zato je M. = 1/2 I2m
Ker je efektivna vrednost Im izmeničnega toka Im = √M, potem je končno I = Im / √2
Podobno ima razmerje med efektivnimi in amplitudnimi vrednostmi za napetost U in E obliko:
U = Um / √2E = Em / √2
Efektivne vrednosti spremenljivk so označene z velikimi črkami brez indeksov (I, U, E).
Na podlagi navedenega lahko rečemo, da je efektivna vrednost izmeničnega toka enaka takemu enosmernemu toku, ki ob prehodu skozi isti upor kot izmenični tok hkrati sprosti enako količino energije.
Električni merilni instrumenti (ampermetri, voltmetri), vključeni v vezje izmeničnega toka, kažejo efektivne vrednosti toka ali napetosti.
Pri konstruiranju vektorskih diagramov je bolj priročno odložiti ne amplitudo, temveč efektivne vrednosti vektorjev. Za to se dolžine vektorjev enkrat zmanjšajo za √2. To ne spremeni lokacije vektorjev na diagramu.