- Vršna vrijednost AC valnog oblika
- Trenutne vrijednosti napona i struje
- Prosječna vrijednost AC valnog oblika
- Vrijednost srednjeg kvadrata (RMS) vrijednosti AC oblika vala
- Faktor oblika
- Crest Factor
Ova serija izmjeničnih krugova odvela nas je na putovanje koje nas je vidjelo kako raspravljamo o tome što AC zapravo predstavlja, kako se generira, neke povijesti, koncepti iza AC-a, njegov valni oblik, karakteristike i neka svojstva. Danas ćemo proučavati neke pojmove i količine povezane s izmjeničnom strujom.
Vršna vrijednost AC valnog oblika
Jedno od ključnih svojstava izmjeničnog valnog oblika, osim frekvencije i razdoblja, je amplituda koja predstavlja maksimalnu vrijednost izmjeničnog valnog oblika ili, bolje poznatu, vršnu vrijednost.
Vrh, kako riječ označava, je najveća postignuta vrijednost valnim oblikom izmjenične struje (ili napona) tijekom poluciklusa valnog oblika izmjerenog od početne točke na početnoj liniji na nuli. To nam daje jednu od glavnih razlika između izmjeničnog i istosmjernog napona, jer su istosmjerni signali ustaljeni signali, stoga održavaju konstantnu amplitudu koja je uvijek jednaka veličini istosmjerne struje ili napona. U čistim sinusnim valovima, vršna vrijednost je uvijek jednaka i za pozitivni i za negativni poluciklus što čini cjeloviti ciklus (+ Vp = -Vp), ali to ne vrijedi za ostale sinusoidne valove koji se koriste za predstavljanje izmjeničnih valova struje, jer različiti polucikli imaju tendenciju imati različite vršne vrijednosti.
Trenutne vrijednosti napona i struje
Trenutna vrijednost izmjeničnog napona ili struje je vrijednost struje ili napona u određenom trenutku tijekom ciklusa valnog oblika.
Razmotrite donju sliku.
Trenutna vrijednost napona daje se jednadžbom;
V = Vpsin2πFt
Gdje je Vp = vrijednost vršnog napona
Trenutna vrijednost struje također se dobiva sličnim izrazom
I = Ipsin2πFt
Prosječna vrijednost AC valnog oblika
Prosječna vrijednost ili srednja vrijednost izmjenične struje je prosjek svih trenutnih vrijednosti tijekom poluciklusa. To je omjer svih trenutnih vrijednosti prema broju trenutnih vrijednosti odabranih tijekom poluciklusa.
Prosječna vrijednost izmjeničnog valnog oblika daje se jednadžbom;
Gdje je V1… Vn trenutna vrijednost napona tijekom poluciklusa.
Prosječna vrijednost također je dana jednadžbom;
Vavg = 0,637 * Vp
Gdje je Vp maksimalna / vršna vrijednost napona u tom ciklusu.
Ista ta jednadžba vrijedi i za struju i sve što moramo učiniti je zamijeniti napon u jednadžbi za struju.
Prosječna vrijednost izmjeničnog vala mjeri se samo tijekom poluciklusa iz pojedinačnog razloga; kada se mjeri tijekom punog ciklusa, rezultantna prosječna vrijednost uvijek je jednaka nuli, jer će prosječna vrijednost pozitivnog poluciklusa poništiti vrijednost negativnog poluciklusa i kao rezultat toga izraz na temelju gore navedene jednadžbe procijenit će na nulu.
Vrijednost srednjeg kvadrata (RMS) vrijednosti AC oblika vala
Kvadratni korijen zbroja kvadrata srednjih vrijednosti izmjenične struje ili napona naziva se srednjim kvadratom ili RMS vrijednost napona ili struje. To je dato relacijom;
Gdje i1 do u predstavljaju trenutne vrijednosti struje.
Ili
Gdje je Ip maksimalna ili vršna struja.
Isti set jednadžbi vrijedi za napon i u jednadžbama samo trebamo zamijeniti struju naponom.
Preporučljivo je da se efektivne vrijednosti napona i struje koriste što je više moguće kada se rade izračuni na izmjeničnu struju, osim kada se izvode izračuni prosječne snage. Razlog tome je činjenica da većina mjernih instrumenata (višemetara) koji se koriste za mjerenje izmjeničnog napona i struje daju svoje izlaze kao efektivne vrijednosti. Stoga, što je više moguće kako bi se izbjegle pogreške, treba koristiti samo Vp za pronalaženje Ip i Vrms za pronalaženje Irms-a i obrnuto, jer se ove količine međusobno potpuno razlikuju.
Faktor oblika
Još jedna veličina povezana s izmjeničnom strujom koju moramo pogledati je faktor oblika.
Faktor oblika je parametar koji se koristi za opisivanje valnih oblika izmjeničnog napona i daje se omjerom između RMS vrijednosti izmjenične veličine i prosječne vrijednosti.
Gdje je Vp vršni ili maksimalni napon.
Jedan od načina utvrđivanja je li sinusni val čisti faktor oblika, koji će za čisti sinusni val uvijek dati vrijednost 1,11.
Također možemo izvući irms iz gornje jednadžbe poput:
Faktor oblika = (0,707 x Vp) / (0,637 x Vp) 1,11 = Irms / Vavg Irms = 1,11 x Vavg
Jedna druga primjena faktora oblika nalazi se u digitalnim multimetrima koji se koriste za mjerenje izmjenične struje ili napona. Većina ovih brojila općenito se skalira kako bi prikazala efektivnu vrijednost sinusnih valova koju su dizajnirani da dobiju izračunavanjem prosječne vrijednosti i množenjem s faktorom oblika sinusoide (1.11) jer digitalno izračunavanje digitalnog izračuna može biti malo teško efektivne vrijednosti. Tako ponekad, za izmjenične valove koji nisu čisto sinusni, očitavanje s multimetra može biti pomalo netočno.
Crest Factor
Posljednja veličina povezana s izmjeničnom strujom o kojoj ćemo govoriti u ovom članku je Crest faktor.
Vršni faktor je omjer vršne vrijednosti izmjenične struje ili napona prema srednjem kvadratu valnog oblika. Matematički je dana jednadžbom;
Gdje je Vpeak maksimalna amplituda valnog oblika.
Za čisti sinusni val, sličan faktoru oblika, faktor grebena uvijek je fiksiran na 1,414.
Također možemo izvući irms iz gornje jednadžbe poput:
1,414 = Vpeak / (0,707 x Vpeak) Vrms = V vrh / 1,414 Vrms = 0,707 x Vpeak
Faktor vrha uglavnom je pokazatelj koliko su visoki vrhovi izmjenične veličine. Na primjer, u istosmjernoj struji, faktor vrha uvijek je jednak 1, što je pokazatelj nedostatka vrhova u valnom obliku istosmjerne struje.
Tabela koja služi kao vrsta ključne točke u nastavku je tablica koja prikazuje faktore oblika i čimbenike vrha različitih vrsta valnih oblika koji se koriste za predstavljanje AC valnih oblika.
