- Maximálna hodnota krivky striedavého prúdu
- Okamžité hodnoty napätia a prúdu
- Priemerná hodnota krivky striedavého prúdu
- Root Mean Square (RMS) Hodnota krivky striedavého prúdu
- Tvarový faktor
- Faktor výkyvu
Tieto série obvodov striedavého prúdu nás priviedli na cestu, ktorá nás videla diskutovať o tom, o čom v skutočnosti AC je, ako sa generuje, aké sú jeho dejiny, aké sú dejiny, koncepty stojace za striedavým prúdom, jeho priebeh, charakteristiky a niektoré vlastnosti. Dnes si prejdeme niektoré pojmy a veličiny spojené so striedavým prúdom.
Maximálna hodnota krivky striedavého prúdu
Jednou z kľúčových vlastností krivky striedavého prúdu, okrem frekvencie a periódy, je amplitúda, ktorá predstavuje maximálnu hodnotu striedavého tvaru krivky alebo, ako je známe, špičkovú hodnotu.
Vrchol, ako toto slovo označuje, je najvyššia dosiahnutá hodnota krivkou striedavého prúdu (alebo napätia) počas pol cyklu krivky meraného od východiskového bodu nuly. To nám dáva jeden z hlavných rozdielov medzi striedavým prúdom a jednosmerným prúdom, pretože signály na báze jednosmerného prúdu sú signály v ustálenom stave, takže udržiavajú konštantnú amplitúdu, ktorá sa vždy rovná veľkosti jednosmerného prúdu alebo napätia. V prípade čistých sínusových vĺn je hodnota Peak vždy rovnaká pre pozitívny aj negatívny polovičný cyklus, vďaka ktorým sa dokončí celý cyklus (+ Vp = -Vp), ale to neplatí pre iné bezsínusové tvary vĺn, ktoré sa používajú na znázornenie striedavého priebehu. prúd, pretože rôzne polovičné cykly mávajú rôzne špičkové hodnoty.
Okamžité hodnoty napätia a prúdu
Okamžitá hodnota striedavého napätia alebo prúdu je hodnota prúdu alebo napätia v konkrétnom okamihu počas cyklu tvaru vlny.
Zvážte obrázok nižšie.
Okamžitá hodnota napätia je daná rovnicou;
V = Vpsin2πFt
Kde Vp = hodnota špičkového napätia
Okamžitá hodnota prúdu sa tiež získa podobným vyjadrením
I = Ipsin2πFt
Priemerná hodnota krivky striedavého prúdu
Priemerná hodnota alebo stredná hodnota striedavého prúdu je priemerom všetkých okamžitých hodnôt počas pol cyklu. Je to pomer všetkých okamžitých hodnôt k počtu okamžitých hodnôt vybraných počas pol cyklu.
Priemerná hodnota krivky AC je daná rovnicou;
Kde V1… Vn je okamžitá hodnota napätia počas pol cyklu.
Priemerná hodnota je tiež daná rovnicou;
Vavg = 0,637 * Vp
Kde Vp je maximálna / špičková hodnota napätia v danom cykle.
Rovnaká rovnica platí aj pre prúd a všetko, čo musíme urobiť, je zameniť napätie v rovnici za prúd.
Priemerná hodnota vlny AC sa meria iba počas pol cyklu z jedinečného dôvodu; keď sa meria počas celého cyklu, výsledná priemerná hodnota sa vždy rovná nule, pretože priemerná hodnota kladného pol cyklu zruší hodnotu záporného pol cyklu a vo výsledku sa výraz založený na vyššie uvedenej rovnici vyhodnotí na nulu.
Root Mean Square (RMS) Hodnota krivky striedavého prúdu
Druhá odmocnina súčtu druhých mocnín stredných hodnôt striedavého prúdu alebo napätia sa označuje ako druhá odmocnina alebo RMS hodnota napätia alebo prúdu. Je to dané vzťahom;
Kde i1 až in predstavuje okamžité hodnoty prúdu.
Alebo
Kde Ip je maximálny alebo špičkový prúd.
Rovnaká množina rovníc platí pre napätie a my stačí v rovniciach nahradiť prúd napätím.
Odporúča sa, aby sa pri výpočtoch súvisiacich so striedavým prúdom čo najviac používali RMS hodnoty napätia a prúdu, s výnimkou prípadov, keď sa vykonávajú výpočty priemerného výkonu. Dôvodom je skutočnosť, že väčšina meracích prístrojov (multimetrov) používaných na meranie striedavého napätia a prúdu dáva svoje výstupy ako efektívne hodnoty. Pokiaľ je to možné, aby sa zabránilo chybám, malo by sa použiť iba Vp na nájdenie Ip a Vrms na nájdenie Irms a naopak, pretože tieto veličiny sú navzájom úplne odlišné.
Tvarový faktor
Jedna ďalšia veličina spojená so striedavým prúdom, na ktorú sa musíme pozrieť, je tvarový faktor.
Tvarový faktor je parameter používaný pri opise kriviek striedavého prúdu a je daný pomerom medzi hodnotou RMS striedavej veličiny a priemernou hodnotou.
Kde Vp je špičkové alebo maximálne napätie.
Jedným zo spôsobov, ako zistiť, či je sínusová vlna čistá, je tvarový faktor, ktorý pre čistú sínusovú vlnu dá vždy hodnotu 1,11.
Irms môžeme odvodiť aj z vyššie uvedenej rovnice ako:
Tvarový faktor = (0,707 x Vp) / (0,637 x Vp) 1,11 = Irms / Vavg Irms = 1,11 x Vavg
Ďalšiu aplikáciu tvarových faktorov možno nájsť v digitálnych multimetroch používaných na meranie striedavého prúdu alebo napätia. Väčšina z týchto meračov má spravidla mierku zobrazujúcu RMS hodnotu sínusových vĺn, ktorú majú získať výpočtom priemernej hodnoty a vynásobením tvarového faktora sínusoidy (1.11), pretože môže byť trochu ťažké digitálne vypočítať rms hodnoty. Takže niekedy môže byť pre krivky striedavého prúdu, ktoré nie sú čisto sínusové, načítanie z multimetra trochu nepresné.
Faktor výkyvu
Poslednou veličinou spojenou so striedavým prúdom, o ktorej si v tomto článku povieme, je činiteľ výkyvu.
Činiteľ výkyvu je pomer špičkovej hodnoty striedavého prúdu alebo napätia k efektívnej odmocnine tvaru vlny. Matematicky je to dané rovnicou;
Kde Vpeak je maximálna amplitúda krivky.
Pre čistú sínusovú vlnu, podobnú tvarovému faktoru, je výhybkový faktor vždy fixovaný na hodnote 1,414.
Irms môžeme odvodiť aj z vyššie uvedenej rovnice ako:
1,414 = Vpeak / (0,707 x Vpeak) Vrms = špičkový V / 1,414 Vrms = 0,707 x Vpeak
Faktor výkyvu je hlavne údaj o tom, aké vysoké sú vrcholy striedavej veličiny. Napríklad pri jednosmernom prúde je činiteľ výkyvu vždy rovný 1, čo indikuje nedostatok špičiek v krivke jednosmerného prúdu.
Ako druh kľúčového bodu nižšie slúži tabuľka, ktorá zobrazuje tvarové faktory a činitele výkyvu rôznych typov kriviek používaných pri reprezentácii kriviek striedavého prúdu.
