Strāvas un sprieguma efektīvās vērtības
Mainīgajai sinusoidālajai strāvai šajā periodā ir dažādas momentānās vērtības. Ir dabiski uzdot jautājumu, kāda strāvas vērtība tiks mērīta ar ķēdē iekļauto ampērmetru?
Aprēķinot maiņstrāvas ķēdes, kā arī elektriskos mērījumus, ir neērti izmantot strāvu un spriegumu momentānās vai amplitūdas vērtības, un to vidējās vērtības noteiktā periodā ir nulle. Turklāt periodiski mainīgas strāvas elektrisko efektu (izdalītā siltuma daudzumu, nevainojamu darbību utt.) nevar novērtēt pēc šīs strāvas amplitūdas.
Visērtākais bija tā saukto strāvas un sprieguma efektīvo vērtību jēdzienu ieviešana... Šo jēdzienu pamatā ir strāvas termiskā (vai mehāniskā) darbība, kas nav atkarīga no tās virziena.
Maiņstrāvas vidējā kvadrātiskā vērtība - tā ir līdzstrāvas vērtība, pie kuras maiņstrāvas periodā vadītājā izdalās tāds pats siltuma daudzums kā maiņstrāvas laikā.
Lai novērtētu veiktās darbības maiņstrāva, mēs salīdzināsim tā darbību ar līdzstrāvas termisko efektu.
Līdzstrāvas jauda P A, kas iet caur pretestību r, būs P = P2r.
Maiņstrāvas jauda tiek izteikta kā momentānās jaudas Az2r vidējā ietekme visā periodā vai (I am x sinωT)2 NS r vidējais rādītājs tajā pašā laikā.
Lai perioda t2 vidējā vērtība ir M. Pielīdzinot līdzstrāvas jaudu un maiņstrāvas jaudu, iegūstam: Az2r = Mr -n, no kurienes Az = √M,
Lielumu I sauc par maiņstrāvas efektīvo vērtību.
Vidējo i2 vērtību pie maiņstrāvas nosaka šādi.
Konstruēsim sinusoidālu strāvas līkni. Kvadrājot katru momentāno strāvas vērtību, mēs iegūstam P pret laiku līkni.
AC efektīvā vērtība
Abas šīs līknes puses atrodas virs horizontālās ass, jo negatīvās strāvas (-i) perioda otrajā pusē, kad tās ir kvadrātā, dod pozitīvas vērtības.
Izveidojiet taisnstūri ar pamatni T un laukumu, kas vienāds ar laukumu, ko ierobežo līkne i2 un horizontālā ass. Taisnstūra M augstums atbildīs P vidējai vērtībai attiecīgajā periodā. Šī perioda vērtība, kas aprēķināta, izmantojot augstāko matemātiku, būs vienāda ar 1/2 I2m... Tāpēc M. = 1/2 I2m
Tā kā efektīvā vērtība Im maiņstrāva ir Im = √M, tad beidzot I = Im / √2
Tāpat attiecības starp efektīvām un amplitūdas vērtībām spriegumam U un E ir šādas:
U = Um / √2E = Em / √2
Mainīgo lielumu efektīvās vērtības ir norādītas ar lielajiem burtiem bez apakšindeksiem (I, U, E).
Pamatojoties uz iepriekš minēto, mēs varam teikt, ka maiņstrāvas efektīvā vērtība ir vienāda ar tādu līdzstrāvu, kas, ejot cauri tādai pašai pretestībai kā maiņstrāva, vienlaikus izdala tādu pašu enerģijas daudzumu.
Elektriskie mērinstrumenti (ampērmetri, voltmetri), kas iekļauti maiņstrāvas ķēdē, norāda strāvas vai sprieguma efektīvās vērtības.
Veidojot vektoru diagrammas, ērtāk ir atlikt nevis amplitūdu, bet gan vektoru efektīvās vērtības. Šim nolūkam vektoru garumus vienu reizi samazina par √2. Tas nemaina vektoru atrašanās vietu diagrammā.