Voolu ja pinge efektiivväärtused

Sinusoidaalsel vahelduvvoolul on perioodi jooksul erinevad hetkväärtused. On loomulik küsida, millist voolu väärtust vooluringis sisalduva ampermeetriga mõõdetakse?

Vahelduvvooluahelate, aga ka elektrimõõtmiste arvutamisel on ebamugav kasutada voolude ja pingete hetke- või amplituudiväärtusi ning nende keskmised väärtused perioodi jooksul on null. Lisaks ei saa selle voolu amplituudi järgi hinnata perioodiliselt muutuva voolu elektrilist mõju (eraldatud soojushulk, täiuslik toimimine jne).

Kõige mugavam oli voolu ja pinge nn efektiivsete väärtuste mõistete kasutuselevõtt... Need mõisted põhinevad voolu termilisel (või mehaanilisel) toimel, mis ei sõltu selle suunast.

Vahelduvvoolu ruutkeskmine väärtus - see on alalisvoolu väärtus, mille juures eraldub vahelduvvoolu perioodil juhis sama palju soojust kui vahelduvvoolu ajal.

Tehtud toimingute hindamiseks vahelduvvoolu, võrdleme selle tegevust alalisvoolu termilise mõjuga.

Takistust r läbiv alalisvõimsus P A on P = P2r.

Vahelduvvoolu võimsust väljendatakse hetkevõimsuse Az2r keskmise mõjuna kogu perioodi jooksul või (I am x sinωT)2 NS r keskmisena sama aja jooksul.

Olgu perioodi t2 keskmine väärtus M. Võrdsustades alalisvoolu võimsuse ja vahelduvvoolu võimsuse saame: Az2r = Mr -n, millest Az = √M,

Suurust I nimetatakse vahelduvvoolu efektiivseks väärtuseks.

i2 keskmine väärtus vahelduvvoolul määratakse järgmiselt.

Koostame sinusoidse voolukõvera. Iga hetkelise vooluväärtuse ruudustamisel saame kõvera P versus aeg.

Vahelduvvoolu efektiivväärtus

Selle kõvera mõlemad pooled asuvad horisontaaltelje kohal, kuna negatiivsed voolud (-i) perioodi teises pooles annavad ruudustamisel positiivsed väärtused.

Koostage ristkülik, mille alus on T ja pindala, mis on võrdne kõvera i2 ja horisontaalteljega piiratud pindalaga. Ristküliku M kõrgus vastab perioodi P keskmisele väärtusele. See perioodi väärtus, mis on arvutatud kõrgema matemaatika abil, võrdub 1/2 I2m... Seega M. = 1/2 I2m

Kuna vahelduvvoolu efektiivväärtus Im on Im = √M, siis lõpuks I = Im / √2

Samamoodi on pinge U ja E efektiiv- ja amplituudiväärtuste vaheline seos järgmine:

U = Um / √2E = Em / √2

Muutujate efektiivsed väärtused on tähistatud suurtähtedega ilma alaindeksiteta (I, U, E).

Eeltoodu põhjal saame öelda, et vahelduvvoolu efektiivne väärtus on võrdne sellise alalisvooluga, mis läbides vahelduvvooluga sama takistust, vabastab samal ajal sama palju energiat.

Vahelduvvooluahelasse kuuluvad elektrilised mõõteriistad (ampermeetrid, voltmeetrid) näitavad voolu või pinge efektiivseid väärtusi.

Vektordiagrammide koostamisel on mugavam lükata edasi mitte amplituudi, vaid vektorite efektiivseid väärtusi. Selleks vähendatakse vektorite pikkusi üks kord √2 võrra. See ei muuda vektorite asukohta diagrammil.