หากคุณวัดแรงดันไฟฟ้า DC และต้องการรับความคิดเกี่ยวกับวิธี “ใหญ่” เมื่อเวลาผ่านไปมันค่อนข้างง่าย: เพียงแค่ใช้การวัดจำนวนมาก เฉลี่ย. หากคุณสนใจที่จะใช้พลังงานเฉลี่ยในช่วงเวลาเดียวกันอาจมีแนวโน้มที่จะใกล้ชิด (แม้ว่าจะไม่เหมือนกัน) ไปยังคำตอบเดียวกันที่คุณจะได้รับหากคุณคำนวณพลังงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยแทนที่จะคำนวณพลังงานและค่าเฉลี่ยทันที แรงดันไฟฟ้า DC ไม่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ

ลองใช้เคล็ดลับเดียวกันกับแรงดันไฟฟ้า AC และคุณจะได้รับศูนย์หรือบางสิ่งบางอย่างใกล้เคียง ทำไม? ด้วยรูปคลื่น AC การทัศนศึกษาแรงดันไฟฟ้าในเชิงบวกจะยกเลิกการลบ คุณจะได้ผลลัพธ์เดียวกันหากการพลิกถูกปิด เห็นได้ชัดว่าค่าเฉลี่ยที่เรียบง่ายไม่ได้จับสิ่งที่เราคิดว่าเป็น “ขนาด” ในรูปคลื่น AC; เราต้องการแนวคิดใหม่ของ “ขนาด” ป้อนแรงดันไฟฟ้าแบบรูทหมายถึงสี่เหลี่ยมจัตุรัส (RMS)

ในการคำนวณแรงดัน RMS คุณต้องอ่านแรงดันไฟฟ้าจำนวนมากให้ปรับให้เพิ่มพวกเขาทั้งหมดเข้าด้วยกันแล้วหารด้วยจำนวนรายการในค่าเฉลี่ยก่อนที่จะใช้รูทสแควร์: เหตุผลที่อยู่เบื้องหลังขั้นตอนการเฉลี่ยที่แปลกประหลาดนี้คือหมายเลขผลลัพธ์สามารถใช้ในการคำนวณพลังงานเฉลี่ยสำหรับรูปคลื่น AC ผ่านการคูณอย่างง่าย ๆ ตามที่คุณต้องการสำหรับแรงดันไฟฟ้า DC หากคำตอบนั้นไม่พอใจกับคุณอย่างสิ้นเชิงอ่านต่อ หวังว่าเราจะช่วยให้รู้สึกถึงความรู้สึกอีกเล็กน้อย

ความจำเป็น

เมื่อพูดถึงค่าเฉลี่ยความคิดของ “ใหญ่” และ “น้อย” สำหรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับและ DC นั้นแตกต่างกันโดยพื้นฐาน รูปคลื่น DC คงที่อย่างต่อเนื่องและสิ่งที่สำคัญคือระยะทางจากศูนย์ รูปคลื่น AC มักสั่นไหวรอบจุดศูนย์กลางเสมอและนี่มักเป็นพื้นดิน หากรูปคลื่นเป็นแบบสมมาตรและคุณใช้ตัวอย่างเพียงพอมันจะเฉลี่ยไปที่ศูนย์

พลังงานเฉลี่ยใกล้กับพลังงานที่แรงดันเฉลี่ย

แรงดันเฉลี่ย = 0 พลังงานเฉลี่ยไม่เป็นศูนย์

วิธีหนึ่งในการวัดขนาดของแรงดันไฟฟ้า AC คือการใช้เวลาสูงสุดและขั้นต่ำเมื่อเวลาผ่านไป: แรงดันไฟฟ้าสูงสุดเป็นจุดสูงสุด ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือการใช้ค่าสัมบูรณ์ของแต่ละแรงดันไฟฟ้าและค่าเฉลี่ยพวกเขาเข้าด้วยกัน ที่ทำงานได้เช่นกัน ตัวเลือกที่สามคือการวัดแรงดันไฟฟ้าแต่ละตัวทั้งหมดก่อนที่จะเพิ่มพวกเขา สิ่งนี้มีผลเช่นเดียวกับการใช้ค่าสัมบูรณ์ – ทุกคำส่วนตัวเป็นบวกในขณะนี้และอย่ายกเลิก – และมีผลข้างเคียงเพิ่มเติมของการทำให้ค่าใหญ่ที่ใหญ่กว่าและค่าขนาดเล็กที่มีขนาดเล็กลง เราเลือกแบบไหน?

ฟิสิกส์

การใช้แรงดันไฟฟ้ากำลังสองในค่าเฉลี่ยได้รับฟิสิกส์ที่ถูกต้อง หากคุณสนใจพลังที่คุณสามารถออกจากสัญญาณ AC ได้มันเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีความเกี่ยวข้องต่อไป ลองแกล้งทำเป็นว่าคุณกำลังขับรถโหลดตัวต้านทานตอนนี้ – บางทีคุณอาจให้ความร้อนอพาร์ทเมนต์ของคุณหรือใช้เตาไฟฟ้า – และทำพีชคณิตเล็ก ๆ

โปรดจำไว้ว่าพลังนั้นเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านอุปกรณ์ในจินตนาการของเราคูณด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ถูกทิ้งไว้ทั่วมัน: P = IV และใครจะลืมกฎหมายของโอห์มได้? v = ir หรือ i = v / r นำพวกเขาเข้าด้วยกันและ p = v² / r อำนาจในระบบที่ใด ๆ ที่กำหนดได้ทันทีเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้ากำลังสอง พลังงานเฉลี่ยเมื่อเวลาผ่านไปจึงเป็นสัดส่วนกับค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้ากำลังสอง ฟังดูคุ้นเคย? เนื่องจากค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟฟ้าแบบสองสไตน์นั้นอยู่ในหน่วยโวลต์ของ Volts กำลังสองการใช้สแควร์รูทในตอนท้าย (“รูทของค่าเฉลี่ยของสี่เหลี่ยมจัตุรัส”) นำมาที่บ้าน

ตรรกะเดียวกันถือสำหรับการวัดกระแส RMS เช่นกัน การทดแทนกฎหมายของโอห์มวิธีอื่น ๆ คุณจะได้รับ p = i² R และพลังงานเป็นสัดส่วนกับการยกกำลังสองในปัจจุบัน กระแสเฉลี่ยในรูปแบบคลื่น AC ที่สมดุลเป็นศูนย์ แต่กระแส RMS เฉลี่ยกำลังสองสัดส่วนเป็นสัดส่วนกับพลังงาน

โดย [AlanM1], Domainagain สาธารณะ Takeaway ใหญ่คือแรงดัน RMS คือการวัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเฉลี่ยหรือกระแสที่ช่วยให้คุณแกล้งทำเป็นค่าเฉลี่ย DC เพื่อให้ได้พลังงานเฉลี่ย โดยการทำ Squaring ภายในค่าเฉลี่ยคุณหลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณตรงข้ามที่ยกเลิกและโดยการเอารากสแควร์ในตอนท้ายมันจะได้รับหน่วยที่เหมาะสม

หากคุณมีแรงดันไฟฟ้า AC ที่กำลังขี่อยู่ด้านบนของคอมโพเนนต์ DC ค่า RMS ยังคงให้ ในกรณีนั้นส่วนประกอบ Squared DC จะเพิ่ม N ครั้งก่อนที่จะหารด้วย N อีกครั้งและคุณจะได้รับสิ่งนี้: โดยที่ V เป็นเพียงแรงดันไฟฟ้า AC บริสุทธิ์

กฎของนิ้วหัวแม่มือ

ที่หนึ่งที่คุณจะเห็นแรงดันไฟฟ้า RMS อยู่ในพลังงานหลัก อันที่จริง 120 โวลต์ในสหรัฐอเมริกา (หรือ 230 V ในสหภาพยุโรป) ออกมาจากผนังของคุณตอนนี้เป็นรูป rms สำหรับคลื่นไซน์เช่นที่คุณได้รับจาก บริษัท ไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดเป็นปัจจัยของ SQRT (2) สูงกว่าแรงดัน RMS แรงดันไฟฟ้าสูงสุดในอเมริกาเป็นบางอย่างเช่น 120 V * SQRT (2) = 170 V และจุดสูงสุดเป็น 340 V นั่นคือ 650 V Peak-to-Peak ในยุโรป; yikes!

นี่ก็หมายความว่าหากคุณขาดมิเตอร์ RMS และต้องการการประเมินสิ่งที่รวดเร็วและสกปรกที่เหมือนคลื่นของ Sine-Wave คุณสามารถใช้แอมพลิจูดและหารด้วย 1.414 หรือใช้ Peak-to-Peak และ Divide สองครั้งที่

รูปคลื่นอื่นที่คุณ mการดูแล ight เกี่ยวกับเป็นคลื่นสี่เหลี่ยม pwm’ed ที่เรามักจะใช้ขับมอเตอร์จากไมโครคอนโทรลเลอร์ เห็นได้ชัดว่าถ้าคุณสลับกันระหว่างศูนย์ volts และสิบสองโวลต์มันเป็นเพียงการจัดหาพลังงานให้กับมอเตอร์เมื่ออยู่ที่สิบสองโวลต์ ตามลําดับคุณจะไม่แปลกใจที่ได้ยินว่าแรงดันไฟฟ้าของ RMS ของรูปคลื่น PWM คือรากสแควร์ของรอบการทำงานคูณด้วยแรงดันไฟฟ้าบนแรงดันไฟฟ้า

Wikipedia คุณได้รับความคุ้มครองสำหรับคลื่นสามเหลี่ยมและรูปคลื่นตลกอื่น ๆ

rms ทุกที่

ปรากฎว่าคุณมักเกี่ยวข้องกับปริมาณ Squared พลังงานจลน์เป็นสัดส่วนกับความเร็วกำลังสองเช่นดังนั้นความเร็ว RMS จะใช้ในการคำนวณอุณหภูมิจากความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลในก๊าซ หากคุณมีขั้นตอนการวัดที่อาจเป็นค่าเฉลี่ยโดยเฉลี่ย แต่คุณกังวลเกี่ยวกับการแพร่กระจายของผลลัพธ์เช่นกันคุณอาจต้องการลดข้อผิดพลาด RMS ให้น้อยที่สุด แนวคิดของนักสถิติของการเบี่ยงเบนมาตรฐานนั้นคล้ายกันโดยมีค่าเฉลี่ยที่หักออกก่อน

คุณยังคำนวณด้านตรงข้ามมุมฉากของสามเหลี่ยมด้วยขั้นตอนเดียวกันโดยไม่ต้องหารด้วย n (ตกลงนั่นคือการยืด แต่รากสี่เหลี่ยมของสแควร์สของสแควร์สมีอยู่ทุกที่!) ฉันจะทิ้งมันไปที่นักปรัชญาคณิตศาสตร์ในหมู่คุณไปยัง Duke มันออกมาในความคิดเห็นว่าทำไมบรรทัด L2 ปรากฏขึ้นบ่อยครั้ง สำหรับแฮ็กเกอร์ไฟฟ้าที่นั่นก็เพียงพอที่จะจดจำเหตุผลกฎหมายของโอห์ม: เมื่อคุณสนใจที่จะมีอำนาจคุณสนใจกำลังสแควร์ส