Giá trị hiệu dụng được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật nhất là trong các mạch điện xoay chiều điện áp mà chúng ta nhận được trong nhà đó là một giá trị hiệu dụng . Vậy giá trị hiệu dụng là gì ? giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là thế nào ? Hãy cùng theo dõi với Thịnh Long Blog Giáo dục nhé .
Giá trị hiệu dụng là gì ? Định nghĩa giá trị hiệu dụng
Giá trị hiệu dụng là giá trị trung bình bình phương của dòng điện hoặc điện áp. Khi chúng ta tính toán muốn áp dụng các công thức ở trong mạch điện một chiều cho xoay chiều thì chúng ta có thể sử dụng giá trị hiệu dụng này .
Ý nghĩa giá trị hiệu dụng là gì ?
Chúng ta biết rằng, điện áp hoặc dòng điện trong trường hợp hệ thống điện một chiều, không bao giờ thay đổi hướng của nó. Ở mọi trường hợp, nó gần như không đổi. Và do đó việc tính toán công suất, điện áp hoặc dòng điện rất dễ dàng trong các hệ thống DC. Hãy xem xét ví dụ được hiển thị. Giả sử, một bóng đèn được nối với nguồn một chiều 10V.
Và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là 2A. Từ đó, chúng ta có thể dễ dàng tính toán công suất do bóng đèn tạo ra bằng cách đơn giản nhân hiệu điện thế với dòng điện, vì cả điện áp và cường độ dòng điện đều không đổi.
- P = VI = 10 X 2 = 20W
Và đây là công suất được sử dụng bởi bóng đèn ở bất kỳ trường hợp nào. Bây giờ, nếu chúng ta thay đổi nguồn DC bằng AC. Điện áp và dòng điện không đổi nữa. Giá trị của điện áp và dòng điện lúc này sẽ thay đổi liên tục. Để dễ hiểu, chúng ta sẽ chỉ xem xét dạng sóng điện áp. Lúc đầu Hiệu điện thế bằng không, sau một thời gian sẽ lên 5 V, sau một thời gian sẽ lên 10V. Một lần nữa sau một thời gian, nó sẽ giảm xuống 5V, 0V, -5V, -10V, -5V, 0V và chu kỳ sẽ tiếp tục.
Và nếu chúng ta coi 5V đến -5V hoặc 10V đến -10V là giá trị đỉnh đến đỉnh hoặc bất kỳ giá trị nào khác của điện áp trên dạng sóng để tính toán công suất, nó sẽ dẫn đến câu trả lời sai. Bởi vì, giá trị chỉ đúng trong một thời điểm cụ thể nào đó, sau thời điểm đó giá trị sẽ khác.
Mọi thứ trở nên tồi tệ hơn khi chúng ta so sánh với các dạng sóng khác nhau. Ví dụ, nếu chúng ta đang so sánh sóng hình sin với sóng vuông, sóng hình sin sẽ có giá trị đỉnh của nó trong một khoảng thời gian nhỏ hơn sóng vuông.
Và do đó, ảnh hưởng của hai điện áp xoay chiều này cấp nguồn cho cùng một tải, sẽ khác nhau. Kết luận, việc xem xét giá trị từ đỉnh đến giá trị cao nhất để tính toán không phải là một ý kiến hay.
Vì vậy, chúng ta cần một giải pháp cho điều này. Chúng ta cần một số hạng, số hạng này sẽ cho chúng tôi giá trị hiệu dụng của các đại lượng AC. Chúng ta cần một thuật ngữ, mà chúng ta có thể xem xét để tính toán công suất và sẽ vẫn đúng trong hầu hết thời gian.
Giá trị hiệu dụng kí hiệu là gì ?
Giá trị hiệu dụng kí hiệu được kí hiệu là HD và RMS nhưng RMS được sử dụng rộ rãi hơn .
Cos2wt giá trị hiệu dụng là ?
Dưới đây là tính toán Cos2wt giá trị hiệu dụng là bao nhiêu :
Giá trị hiệu dụng của dòng điện là gì ?
Giá trị RMS của dòng điện xoay chiều bằng lượng dòng điện một chiều tạo ra cùng một hiệu ứng đốt nóng chạy qua cùng một điện trở trong cùng một thời gian.
Thuật ngữ RMS là viết tắt của căn (bình phương) của giá trị trung bình của các giá trị hiện tại tức thời. Giá trị RMS của dòng điện hoặc điện áp xoay chiều có thể được tính theo quan hệ sau:
-
- Giá trị hiệu dụng của dòng điện là : I RMS = 0,707 x giá trị đỉnh của dòng điện
- Giá trị điện áp hiệu dụng là : V RMS = 0,707 x giá trị đỉnh của điện áp
Giá trị thực của đại lượng xoay chiều cho ta biết khả năng truyền năng lượng của nguồn xoay chiều. Ví dụ, nếu chúng ta nói rằng dòng điện xoay chiều 5A chạy qua một đoạn mạch, điều đó có nghĩa là giá trị RMS của dòng điện xoay chiều chạy qua đoạn mạch là 5A. Và nó sẽ tạo ra một lượng nhiệt (năng lượng) giống như sẽ được tạo ra bởi dòng điện một chiều 5A.
Tất cả các ampe kế và vôn kế đều hiển thị các giá trị RMS của dòng điện và điện áp xoay chiều tương ứng . Tất cả các thiết bị điện được đánh giá theo giá trị RMS. Ở Việt Nam, nguồn điện xoay chiều một pha trong nước là 220V, 50 Hz. Ở đây, 220V là giá trị RMS của điện áp cung cấp.
Giá trị RMS của dòng điện xoay chiều luôn lớn hơn giá trị trung bình ngoại trừ sóng hình chữ nhật khi chúng bằng nhau. Giá trị của nó không bao giờ có thể âm.
Công thức tính giá trị hiệu dụng
Công thức tính giá trị hiệu dụng tổng quát sẽ là :
- Giá trị hiệu dụng = Giá trị cực đại /√2
Công thức tính giá trị hiệu dụng của cường độ dòng điện xoay chiều :
- Vrms = Vmax / √2
Công thức tính giá trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều
Để hiểu rõ hơn hãy tham khảo chứng minh công thức tính giá trị hiệu dụng :
Bước 1 – Chia dạng sóng thành phần bằng nhau.
Đơn giản, đánh dấu các điểm trên khoảng cách bằng nhau như hình minh họa. Để hiểu rõ, chúng tôi sẽ chỉ xem xét nửa chu kỳ. Nếu bạn muốn, bạn cũng có thể làm điều đó trong nửa sau của chu kỳ. Các giá trị được đánh dấu được hiển thị.
Bước 2 – Lấy bình phương của mỗi giá trị.
Chỉ cần lấy “bình phương “ của mỗi giá trị bạn đã đánh dấu.
Bước 3 – Lấy trung bình
Bây giờ, hãy tính ” Trung bình” hoặc trung bình của các giá trị.
Bước 4 – Căn bậc hai.
Và cuối cùng, lấy ” căn” bình phương của giá trị cuối cùng.
Giá trị chúng ta nhận được từ phương pháp này được gọi là “giá trị RMS” tức là giá trị Trung bình gốc.
Vì vậy, trong ví dụ của chúng tôi, giá trị Đỉnh là 20 V (V5), trong đó giá trị hiệu dụng hoặc giá trị RMS là 14,14 V. AC 14,14 V này bằng 14,14V DC. Có nghĩa là, giá trị RMS tương đương với giá trị DC của nó . Để hiểu mọi thứ rõ ràng hơn, hãy xem xét ví dụ được hiển thị.
Nguồn AC
Nguồn DC
Ở đây chúng tôi có hai nguồn khác nhau, một là 10 V AC RMS và khác là 10 V DC. Các nguồn này được nối với bóng đèn có điện trở là 2 ôm. Trong trường hợp mạch DC, công suất tiêu hao là 50 W. Nhưng, còn AC thì sao? Vì 10 V là một giá trị RMS, chúng tôi có thể lấy nó để tính toán công suất. Kết quả là, công suất tiêu tán của mạch xoay chiều cũng sẽ là 50 W.
Giá trị RMS là cách tốt nhất để tính toán giá trị hiệu dụng của hệ thống AC. Ví dụ, để tính toán kích thước của cáp xem xét phép đo dòng điện RMS luôn hữu ích. Tuy nhiên, để xem xét chất cách điện trong các ứng dụng xoay chiều điện áp cao, giá trị Đỉnh phải được xem xét thay vì giá trị RMS.
Giá trị RMS, Giá trị đỉnh, Giá trị trung bình sẽ thay đổi theo các dạng sóng khác nhau. Các giá trị này sẽ khác nhau đối với sóng sin, đối với sóng vuông, đối với sóng tam giác, v.v. Để làm cho mọi thứ dễ dàng hơn, chúng tôi cũng có một công thức để tính giá trị RMS hoặc giá trị đỉnh và nó được đưa ra bởi:
V rms = 0,7071 x Vmax
Hãy nhớ rằng giá trị này chỉ đúng với dạng thuần túy của ” sóng sin”.
Vì vậy, chúng ta cũng có thể tính toán giá trị RMS trong ví dụ trên bằng công thức.
V rms = 0,7071 x 20 = 14,14 V
Đại lượng nào không dùng giá trị hiệu dụng
- Trong kỹ thuật Đại lượng nào không dùng giá trị hiệu dụng là Công suất
