آموزش های پایه ای برق, مقالات
مقدار پیک، متوسط و موثر
اسفند
مقدار پیک، متوسط و موثر (Peak Value, Average Value and RMS Value)
مقدار پیک
تعریف: حداکثر مقداری که توسط یک کمیت متناوب در طول یک سیکل تناوب به دست‌می‌آید، مقدار پیک آن یا ماکسیمم آن نامیده‌می‌شود . همچنین به عنوان حداکثر مقدار یا حداکثر دامنه نیز شناخته‌می‌شود. کمیت متناوب سینوسی مقدار پیک خود را در 90 درجه به دست می‌آورد که در شکل زیر نشان داده‌شده‌است.مقادیر پیک ولتاژ و جریان متناوب به ترتیب با E m و I m نشان داده‌می‌شود.
مقدار‌متوسط
تعریف: میانگین تمام مقادیر لحظه‌ای یک ولتاژ و جریان متناوب در یک سیکل کامل را مقدار‌متوسط می‌گویند.اگر امواج متقارن مانند جریان سینوسی یا شکل موج ولتاژ سینوسی را در نظر بگیریم، نیم سیکل مثبت دقیقا برابر با نیم سیکل منفی خواهد‌بود.بنابراین، مقدار متوسط در یک سیکل تناوب کامل صفر خواهد بود .کار انجام شده با هر دو سیکل تناوب مثبت و منفی محاسبه می‌شود و از این رو مقدار‌متوسط بدون در نظر گرفتن علائم تعیین‌می‌شود.
بنابراین، تنها نیم سیکل مثبت برای تعیین مقدار متوسط مقادیر متناوب امواج سینوسی در نظر گرفته‌می‌شود.اجازه‌دهید برای درک آن مثالی بزنیم.همانطور که در شکل بالا نشان داده‌شده‌است نیم سیکل تناوب مثبت را به ( n ) قسمت‌های مساوی تقسیم کنیدبگذارید i 1 , i 2 , i 3 …… .. ترتیب میانی‌باشد.
مقدار‌میانگین جریان I av =
مقدار RMSیا موثر :
تعریف: مقدار‌گرمای تولید‌شده وقتی جریان ثابتی از مقاومتی شناخته‌شده برای یک دوره زمانی معین عبور می‌کند،برابر با مقدار‌گرمای تولید شده توسط جریان متناوب‌است زمانی که از همان مقاومت برای مدت زمان مشابه جریان موثر یا RMS در حالت متناوب عبور‌می‌کند.
در واقع در حالت متنواب کار انجام شده توسط جریان موثر محاسبه‌می‌شود زیرا در حالت جریان متناوب کار توسط هم جریان در پیک منفی و هم در پیک مثبت انجام می‌شود.به عبارت دیگر، مقدار RMS به عنوان ریشه دوم میانگین مربعات مقادیر لحظه‌ای تعریف‌می‌شود. اجازه دهید I جریان متناوبی‌باشد که از مقاومت R برای مدت t ثانیه می‌گذرد، که همان مقدار‌گرمایی تولید‌شده توسط جریان مستقیم (Ieff) تولید‌می‌کند.
یک سیکل جریان یا ولتاژ به n قسمت مساوی تقسیم‌می‌شود به طوری که هر بازه t/n ثانیه مانند شکل زیر باشد.بگذارید i 1 , i 2 , i 3 , ………..در مقدار‌در زمان های مختلف باشد.
سپس گرمای تولید‌شده در:
از آنجایی که Ieff به عنوان مقدار‌موثر این جریان در نظر گرفته‌می‌شود، کل گرمای تولید‌شده توسط این جریان خواهد‌بود.
حال با معادل سازی معادله (1) و (2) به دست خواهیم‌آورد
I eff = جذر میانگین مربعات مقادیر لحظه‌ای = مقدار RMS
Root Mean Square مقدار‌واقعی یک کمیت متناوب‌است که قابلیت انتقال انرژی منبع AC را به ما می‌گوید.آمپرمتر مقدار RMS جریان متناوب را ثبت‌می‌کند و رکورد ولت متر معادل ریشه میانگین مربع (RMS) مقدار‌ولتاژ متناوب است. منبع تغذیه تکفاز AC خانگی 230 ولت، 50 هرتز‌است که 230 ولت مقدار RMS ولتاژ متناوب است.مقادیر‌ولتاژ و جریان در یک مدار DC ثابت‌است، بنابراین در ارزیابی آنها مشکلی وجود ندارد، اما در یک سیستم AC، ولتاژ و جریان متناوب هر چند وقت یکبار متفاوت‌است و از این رو لازم است بزرگی آنها را ارزیابی کرد.سه مقدار پیک ، مقدار‌متوسط و مقدار RMS که در بالا ارائه شده‌است، برای بیان مقدار‌ولتاژ و جریان متناوب استفاده‌می‌شود.