- Giá trị đỉnh của dạng sóng AC
- Giá trị tức thời của điện áp và dòng điện
- Giá trị trung bình của dạng sóng AC
- Giá trị trung bình gốc (RMS) của dạng sóng AC
- Yếu tố hình thức
- Yếu tố Crest
Loạt mạch AC này đã đưa chúng ta vào một cuộc hành trình đã chứng kiến chúng ta thảo luận về AC thực sự là gì, cách tạo ra nó, một số lịch sử, khái niệm đằng sau AC, dạng sóng, đặc điểm và một số tính chất của nó. Hôm nay chúng ta sẽ xem xét một số thuật ngữ và đại lượng liên quan đến Dòng điện xoay chiều.
Giá trị đỉnh của dạng sóng AC
Một trong những đặc tính chính của dạng sóng AC, bên cạnh tần số và chu kỳ, là Biên độ đại diện cho giá trị lớn nhất của dạng sóng xoay chiều hay còn được gọi là giá trị đỉnh.
Đỉnh như từ biểu thị, là giá trị cao nhất đạt được bởi dạng sóng (hoặc điện áp) của dòng điện xoay chiều trong nửa chu kỳ của dạng sóng được đo từ điểm bắt đầu đường cơ sở tại điểm không. Điều này cho chúng ta một trong những điểm khác biệt chính giữa AC và DC vì tín hiệu dựa trên DC là tín hiệu trạng thái ổn định, do đó chúng duy trì một biên độ không đổi luôn bằng độ lớn của dòng điện hoặc điện áp DC. Trong sóng hình sin thuần túy, giá trị Đỉnh luôn giống nhau cho cả nửa chu kỳ dương và âm tạo nên một chu kỳ hoàn chỉnh (+ Vp = -Vp), nhưng điều này không đúng với các dạng sóng hình sin khác không được sử dụng để biểu diễn sự xen kẽ dòng điện, vì các nửa chu kỳ khác nhau có xu hướng có giá trị đỉnh khác nhau.
Giá trị tức thời của điện áp và dòng điện
Giá trị tức thời của điện áp hoặc dòng điện xoay chiều là giá trị của dòng điện hoặc điện áp tại một thời điểm cụ thể trong chu kỳ của dạng sóng.
Hãy xem xét Hình ảnh bên dưới.
Giá trị tức thời của điện áp được cho bởi phương trình;
V = Vpsin2πFt
Trong đó Vp = giá trị của điện áp đỉnh
Giá trị tức thời của dòng điện cũng nhận được bằng một biểu thức tương tự
I = Ipsin2πFt
Giá trị trung bình của dạng sóng AC
Giá trị trung bình hoặc giá trị trung bình của dòng điện xoay chiều là giá trị trung bình của tất cả các giá trị tức thời trong một nửa chu kỳ. Nó là tỷ số của tất cả các giá trị tức thời với số lượng các giá trị tức thời được chọn trong một nửa chu kỳ.
Giá trị trung bình của dạng sóng AC được đưa ra bởi phương trình;
Trong đó V1… Vn là giá trị tức thời của điện áp trong nửa chu kỳ.
Giá trị trung bình cũng được cho bởi phương trình;
Vavg = 0,637 * Vp
Trong đó Vp là giá trị cực đại / cực đại của điện áp trong chu kỳ đó.
Phương trình tương tự này cũng đúng với dòng điện và tất cả những gì chúng ta phải làm là hoán đổi Điện áp trong phương trình cho Dòng điện.
Giá trị trung bình của sóng AC chỉ được đo trong nửa chu kỳ vì một lý do kỳ lạ; khi được đo trong một chu kỳ đầy đủ, giá trị trung bình của kết quả luôn bằng 0 vì giá trị trung bình của nửa chu kỳ dương sẽ triệt tiêu giá trị của nửa chu kỳ âm và kết quả là biểu thức dựa trên phương trình đã cho ở trên sẽ đánh giá bằng 0.
Giá trị trung bình gốc (RMS) của dạng sóng AC
Căn bậc hai của tổng bình phương các giá trị trung bình của dòng điện hoặc điện áp xoay chiều được gọi là bình phương căn bậc hai hoặc giá trị RMS của điện áp hoặc dòng điện. Nó được đưa ra bởi quan hệ;
Trong đó i1 để biểu diễn các giá trị tức thời của dòng điện.
Hoặc là
Trong đó Ip là dòng điện cực đại hoặc đỉnh.
Bộ phương trình tương tự cũng áp dụng cho điện áp và chúng ta chỉ cần thay thế dòng điện bằng điện áp trong các phương trình.
Nên sử dụng các giá trị RMS của điện áp và dòng điện càng nhiều càng tốt khi thực hiện các phép tính liên quan đến dòng điện xoay chiều ngoại trừ khi thực hiện các phép tính liên quan đến công suất trung bình. Lý do cho điều này là thực tế là hầu hết các dụng cụ đo lường (nhiều mét) được sử dụng để đo Điện áp và dòng điện xoay chiều đều cung cấp đầu ra của chúng dưới dạng giá trị rms. Vì vậy, càng nhiều càng tốt để tránh sai số, người ta chỉ nên sử dụng Vp để tìm Ip và Vrms để tìm Irms và ngược lại vì các đại lượng này hoàn toàn khác nhau.
Yếu tố hình thức
Một đại lượng khác liên quan đến Dòng điện xoay chiều mà chúng ta cần xem xét là hệ số hình thức.
Hệ số dạng là một tham số được sử dụng để mô tả dạng sóng AC và được cho bằng tỷ lệ giữa giá trị RMS của đại lượng xen kẽ và giá trị trung bình.
Trong đó Vp là điện áp đỉnh hoặc điện áp cực đại.
Một trong những cách xác định xem sóng hình sin có thuần túy hay không là thông qua hệ số dạng, đối với sóng hình sin thuần túy sẽ luôn cho giá trị là 1,11.
Chúng ta cũng có thể tính toán Irms từ phương trình trên như:
Hệ số dạng = (0,707 x Vp) / (0,637 x Vp) 1,11 = Irms / Vavg Irms = 1,11 x Vavg
Một ứng dụng khác của hệ số dạng được tìm thấy trong đồng hồ vạn năng kỹ thuật số được sử dụng để đo Dòng điện hoặc điện áp xoay chiều. Hầu hết các máy đo này thường được chia tỷ lệ để hiển thị giá trị RMS của sóng sin mà chúng được thiết kế để thu được bằng cách tính giá trị trung bình và nhân với hệ số dạng của hình sin (1.11) vì có thể hơi khó khăn khi tính toán kỹ thuật số giá trị rms. Do đó, đôi khi, đối với các dạng sóng AC không phải là hình sin thuần túy, số đọc từ đồng hồ vạn năng có thể hơi thiếu chính xác.
Yếu tố Crest
Đại lượng cuối cùng liên quan đến dòng điện xoay chiều mà chúng ta sẽ nói đến trong bài viết này là Hệ số Crest.
Hệ số đỉnh là tỷ số giữa giá trị đỉnh của dòng điện hoặc điện áp xoay chiều với bình phương trung bình gốc của dạng sóng. Về mặt toán học, nó được đưa ra bởi phương trình;
Trong đó Vpeak là biên độ cực đại của dạng sóng.
Đối với sóng hình sin thuần túy, tương tự như hệ số dạng, hệ số đỉnh luôn cố định ở 1,414.
Chúng ta cũng có thể tính toán Irms từ phương trình trên như:
1.414 = Vpeak / (0.707 x Vpeak) Vrms = V đỉnh / 1.414 Vrms = 0.707 x Vpeak
Yếu tố đỉnh chủ yếu là một chỉ báo về mức độ cao của các đỉnh của một đại lượng xen kẽ. Ví dụ, trong dòng điện một chiều, hệ số đỉnh luôn bằng 1, đây là dấu hiệu của việc thiếu các đỉnh trong dạng sóng của Dòng điện một chiều.
Để phục vụ như một loại điểm quan trọng dưới đây là một bảng hiển thị các yếu tố hình thức và các yếu tố đỉnh của các loại dạng sóng khác nhau được sử dụng để biểu diễn các dạng sóng AC.
