22.11.2024

Действующее значение напряжения 220 вольт его амплитудное значение: Чему равно амплитудное значение напряжения, если действующее значение равно 220 В?

Содержание

Амплитудное и действующее значение напряжения. Составление схемы цепи

Решение:

Из  имеем  —
амплитудное значение напряжения,  — действующее
значение напряжения. Получим комплексное значение напряжения: — комплексная амплитуда.

— комплексное действующее значение, — комплексная амплитуда.

 — зависимость напряжения от времени.

, отсюда имеем .

 — комплексная амплитуда,  — комплексное действующее значение ().

 — зависимость напряжения от времени.

 — амплитудное значение напряжения,  — действующее значение напряжения.

 — начальная фаза для напряжения .

Из уравнения  находим круговую частоту .

 — частота и  —
период колебаний напряжения.

Построим векторную диаграмму напряжений:

Построим график напряжения  :

Задание 3.5. Используя МКА (метод комплексных амплитуд),
определить необходимые параметры.

Исходные данные:

Решение:

По исходным данным составим схему цепи:

 

Построим векторную диаграмму напряжений. Т.к. ,
то вектора этих напряжений при сложении образуют равносторонний треугольник
(при сложении по правилу треугольника). При сложении векторов по правилу
параллелограмма имеем ВД, представленную на рисунке. Напряжение на резисторе
равно напряжению на катушке, т.к. эти элементы соединены параллельно.

Ток на конденсаторе опережает напряжение на   и
равен току источника. Ток резистора совпадает по фазе с напряжением на
резисторе. Следовательно получаем вектор тока на индуктивности.

Искомый угол  — разность фаз между током
и напряжением на источнике есть угол между вектором   и
. Проведя несложные геометрические
расчеты, определили, что .

Из ВД найдем:

Найдем комплексные сопротивления элементов (резистора, конденсатора и
индуктивности):

 — активное сопротивление,  и —
реактивные сопротивления.

4.4.4. Эффективные напряжение и ток

Силу переменного тока (напряжения) можно
охарактеризовать при помощи амплитуды.
Однако амплитудное значение тока
непросто измерить экспериментально.
Силу переменного тока удобно связать
с каким-либо действием, производимым
током, не зависящим от его направления.
Таковым является, например, тепловое
действие тока. Поворот стрелки амперметра,
измеряющего переменный ток, вызывается
удлинением нити, которая нагревается
при прохождении по ней тока.

Действующим
илиэффективнымзначением
переменного тока (напряжения) называется
такое значение постоянного тока, при
котором на активном сопротивлении
выделяется за период такое же количество
теплоты, как и при переменном токе.

Свяжем
эффективное значение тока с его
амплитудным значением. Для этого
рассчитаем количество теплоты, выделяемое
на активном сопротивлении переменным
током за время, равное периоду колебаний.
Напомним, что по закону Джоуля-Ленца
количество теплоты, выделяющееся на
участке цепи cсопротивлениемприпостоянномтокеза время,
определяется по формуле.
Переменный ток можно считать постоянным
только в течение очень малых промежутков
времени.
Поделим период колебанийна очень большое число малых промежутков
времени.
Количество теплоты,
выделяемое на сопротивленииза время:.
Общее количество теплоты, выделяемое
за период, найдется суммированием
теплот, выделяемых за отдельные малые
промежутки времени, или, другими словами,
интегрированием:

.

Сила тока в
цепи изменяется по синусоидальному
закону

,

тогда

.

Опуская
вычисления, связанные с интегрированием,
запишем окончательный результат

.

Если бы по
цепи шёл некоторый постоянный ток
,
то за время, равное,
выделилось бы тепло.
По определению постоянный ток,
оказывающий такое же тепловое действие,
что и переменный, будет равен эффективному
значению переменного тока.
Находим эффективное значение силы
тока, приравнивая теплоты, выделяемые
за период, в случаях постоянного и
переменного токов

(4. 28)

Очевидно,
точно такое же соотношение связывает
эффективное и амплитудное значения
напряжения в цепи с синусоидальным
переменным током:

(4.29)

Например,
стандартное напряжение в сети 220 В –
это эффективное напряжение. По формуле
(4.29) легко посчитать, что амплитудное
значение напряжения в этом случае будет
равно 311 В.

4.4.5. Мощность в цепи переменного тока

Пусть на некотором участке цепи с
переменным током сдвиг фаз между током
и напряжением равен
,
т.е. сила тока и напряжение изменяются
по законам:

,.

Тогда мгновенное
значение мощности, выделяемой на участке
цепи,

.

Мощность
изменяется со временем. Поэтому можно
говорить лишь о ее среднем значении.
Определим среднюю мощность, выделяемую
в течение достаточно длительного
промежутка времени (во много раз
превосходящего период колебаний):

.

С использованием
известной тригонометрической формулы

получим

.

Величину
усреднять не нужно, так как она не зависит
от времени, следовательно:

.

За длительное
время значение косинуса много раз
успевает измениться, принимая как
отрицательные, так и положительные
значения в пределах от (1)
до 1. Понятно, что среднее во времени
значение косинуса равно нулю

,
поэтому(4.30)

Выражая
амплитуды тока и напряжения через их
эффективные значения по формулам (4.28)
и (4.29), получим

. (4.31)

Мощность, выделяемая на участке цепи с
переменным током, зависит от эффективных
значений тока и напряжения и сдвига
фаз между током и напряжением
. Например,
если участок цепи состоит из одного
только активного сопротивления, тои.
Если участок цепи содержит только
индуктивность или только ёмкость, тои.

Объяснить среднее нулевое значение
мощности, выделяемой на индуктивности
и ёмкости можно следующим образом.
Индуктивность и ёмкость лишь заимствуют
энергию у генератора, а затем возвращают
её обратно. Конденсатор заряжается, а
затем разряжается. Сила тока в катушке
увеличивается, затем снова спадает до
нуля и т. д. Именно по той причине, что
на индуктивном и ёмкостном сопротивлениях
средняя расходуемая генератором энергия
равна нулю, их назвали реактивными. На
активном же сопротивлении средняя
мощность отлична от нуля. Другими словами
провод с сопротивлением
при протекании по нему тока нагревается.
И энергия, выделяемая в виде тепла, назад
в генератор уже не возвращается.

Если участок цепи содержит несколько
элементов, то сдвига фаз
может быть иным. Например, в случае
участка цепи, изображенного на рис. 4.5,
сдвиг фаз между током и напряжением
определяется по формуле (4. 27).

Пример 4.7.К генератору переменного
синусоидального тока подключён резистор
с сопротивлением.
Во сколько раз изменится средняя
мощность, расходуемая генератором, если
к резистору подключить катушку с
индуктивным сопротивлениема) последовательно, б) параллельно (рис.
4.10)? Активным сопротивлением катушки
пренебречь.

Решение.Когда к генератору подключено
одно только активное сопротивление,
расходуемая мощность

(см. формулу (4.30)).

Рассмотрим цепь на рис. 4.10, а. В примере
4.6 было определено амплитудное значение
силы тока генератора:
.
Из векторной диаграммы на рис. 4.11,а
определяем сдвиг фаз между током и
напряжением генератора

.

В результате средняя расходуемая
генератором мощность

.

Ответ: при
последовательном включении в цепь
индуктивности средняя мощность,
расходуемая генератором, уменьшится в
2 раза.

Рассмотрим цепь на рис. 4.10,б. В примере
4.6 было определено амплитудное значение
силы тока генератора
.
Из векторной диаграммы на рис. 4.11,б
определяем сдвиг фаз между током и
напряжением генератора

.

Тогда средняя
мощность, расходуемая генератором

.

Ответ: при
параллельном включении индуктивности
средняя мощность, расходуемая генератором,
не изменяется.

Переменный ток, трехфазные ток и напряжение


Электрика »
Электрика начинающим »
Ток и напряжение »
Переменный ток


Переменный электрический ток, равно как переменное напряжение, изменяют свое направление и значение на протяжении определенного отрезка времени.

Поскольку данный ресурс носит более прикладной, нежели теоретический характер, то здесь тема переменного электрического тока и напряжения будет рассмотрена в объеме, достаточном для понимания сути этих процессов и не более того.

Изменение тока (напряжения) во времени могут иметь достаточно сложный характер, но всегда существует возможность представить их в виде совокупности ряда колебаний, изменяющихся по синусоидальному закону (рис.1). Те напряжения и ток, которыми мы пользуемся в повседневной жизни подчиняются этому же закону.

Возьмем произвольную точку и начнем вращать ее по окружности с угловой скоростью ω (рисунок 1.а). При этом она последовательно пройдет все точки окружности, в том числе 1,2,3,4, после чего цикл повторится.

Если все это спроецировать на оси Х (значение тока или напряжения) и t (время), то получим график, изображенный на рисунке 1 (там эти точки тоже обозначены), который поясняет суть переменного тока или напряжения.

Время T=t4-t1 за которое происходит один цикл колебания называется периодом. Зависимость периода от частоты колебаний находится в обратно пропорциональной зависимости T=1/f, где f — частота колебаний (величина, характеризующаяся количеством колебаний в единицу времени). Единица измерения частоты — Герц (Гц). 1 Герц- это одно колебание в секунду.

Частота колебаний в Российской сети переменного тока 50 Гц. (В некоторых странах частота тока составляет 60 Гц.).

Теперь, собственно о том, зачем я приводил пример с вращением точки по окружности. Предположим, нужно определить относительное положение точки 1 от точки 2. Вроде напрашивается привязать их к оси t, тогда получим расстояние между ними Δt=t2-t1, но для разных частот эта величина будет различна.

Если же учесть, что полный оборот всегда равен 3600 или 2π радиан, то всегда можно сказать, что точка 2 сдвинута относительно точки 1 на 900 (π/2). Кстати, это называется фазовым сдвигом и пригодится нам при рассмотрении трехфазного тока (или напряжения — как угодно).

Пора перейти к рисунку 2. Все знают, что напряжение бытовой электрической сети переменное и должно быть 220 В. Так вот, если Вы думаете, что это значение можно присвоить точке А, то ошибаетесь. Судите сами, переменное напряжение то возрастает, то уменьшается, в какие то моменты оно вовсе равно нулю, но свою работу оно делает.

Эта работа определяется площадью (желтый цвет), ограниченной синусоидой и осью t (нулевое значение). Если построить прямоугольник такой же площади (заштрихован), то его верхняя граница, находящаяся на отметке а (малое) будет соответствовать значению 220В. Это называется действующее значение напряжения.

Амплитудное значение напряжения выше, взаимосвязь между ними определяется формулой A=a*√2, то есть максимальное значение напряжения в сети может достигать 311 В. Это справедливо для любых переменных напряжений, что следует учитывать, например, выбирая максимально допустимое обратное напряжение диода при включении его в цепь переменного тока.

ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК

В заключение — немного про трехфазный ток. В промышленных масштабах у нас вырабатывается именно он. Генератор трехфазного тока имеет три катушки, расположенные под углом 1200 (рисунок 3).

Соответственно, в каждой из них при вращении в магнитном поле наводится электрический ток. Токи катушек сдвинуты по фазе друг относительно друга на те же 1200.

При подключении трехфазных потребителей энергии необходимо учитывать порядок подключения фаз. Последовательность подключения может иметь следующие варианты:

Это обусловлено тем, что переменный трехфазный ток способен создавать вращающееся магнитное поле, при неправильном подключении направление его вращения будет меняться на противоположенное, что может повлечь нарушение работоспособности некоторых устройств.

Стоит сказать, что бытовая однофазная электрическая сеть ни что иное как часть трехфазной цепи, использующая для работы нулевой (N) провод и одну из фаз A(L1), B(L2), C(L3). При подключении однофазных потребителей следует равномерно распределять нагрузку между всеми тремя фазами.

Может возникнуть вопрос: почему трехфазная цепь имеет напряжение 380В, а однофазная 220В ? Дело в том, что напряжения между фазами UАВ, UАС, UВС составляют 380 Вольт, а между любой фазой и «нулем» UAN, UBN, UCN — 220 Вольт.

Именно поэтому ошибочное подключение одной из фаз на нулевой провод может вывести из строя бытовую технику, рассчитанную на напряжение 220В.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Амплитудное значение напряжения на ёмкости




⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 5Следующая ⇒

uCm = Im× xC = 10×39,81 = 398,1 B.

Действующие значения

I = = = 7,07 A, uC = = = 281,5 B.

Действующие значения напряжений на активных сопротивлениях

ur1= I× r1 = 7,07×10 = 70,7 B, ur2= I× r2 = 7,07×20 = 141,4 B.

II-й закон Кирхгофа в векторной форме при одном токе I имеет вид ur1+ur2+uC = u, в соответствии с которым построена векторная диаграмма цепи (рис. 3.4,б).

Из прямоугольного треугольника напряжений (наружный треугольник)

u = = = 352 B,

j = arctg = arctg = —53°.

Мгновенное значение напряжения сети

u(t)= Um×sin(ωt+ψi+j) = u× ×sin(ωt+15°+(-53°)) = 352 ×sin(ωt – 38°) B.

Напряжение на конденсаторе по фазе отстаёт от тока на 90°, его мгновенное значение uC(t)= 398,1×sin(ωt – 75°) B.

Напряжение на участке r2C, приложенное к ваттметру и вольтметру, рассчитаем по треугольнику напряжений u2-ur2-uC:

u2 = uW = = = 315 B.

Вольтметр схемы рис. 3.4,а измеряет действующее значение напряже-ния u2= 315 B.

Показание ваттметра: PW = uW×IW×cos .

В нашем примере IW= I, поэтому

PW = u2×I×cosj 2 = I×(u2×cosj 2)= I×ur2= I×I×r2 = I 2×r2 = P2 – активная мощность, потребляемая сопротивлением r2, и P2 = 7,072×20 = 1000 .

 

ЗАДАЧА 3.4. Найти токи и напряжения в электрической цепи рис. 3.5,а, если: активное сопротивление катушки rк = 4 Ом, индуктивное сопротивле-ние катушки хк = 6 Ом, активное сопротивление реостата R = 2 Ом, ёмкост-ное сопротивление конденсатора хС = 14 Ом, напряжение сети переменного тока U = 50 В.Построить векторную диаграмму цепи.

 

Решение

Ток цепи I, измеряемый амперметром А:

I = = = = 5 А.

Угол сдвига фаз цепи jвх = arctg = arctg = -53,13° < 0.

Вольтметр V измеряет входное напряжение U = 50 В.

Напряжение на катушке измеряется вольтметром V1:

Uк = = I×Zк = I× = = 36 В.

Напряжение на реостате: UR = I×R = 5×2 = 10 В,

напряжение на конденсаторе UC = I×хС = 5×14 = 70 В.

Векторная диаграмма цепи построена на рис. 3.5,б.

Ваттметр измеряет активную мощность цепи

Р = U×I×cosjвх = I 2×(rк + R) = 52×(4 + 2) = 150 Вт.

Обращаем внимание на то, что в последовательной цепи при наличии разнородных реактивных элементов (индуктивного и ёмкостного), напряже-ние на реактивном элементе может быть больше напряжения сети:


UC=70 В > U = 50 В.

ЗАДАЧА 3.5. В условиях задачи 3.4 при неизменном напряжении сети и параметрах rк, хк, R в широких пределах изменяется сопротивление кон-денсатора хС(0¸¥).

Построить резонансные кривые I(хС), UL(хС), UС(хС).

Решение

Ток в последовательной цепи рис. 3.5,а:

I = = А,

напряжение на индуктивности UL = I×хL = I×6 В,

напряжение на ёмкости

UС = I×хС = = В.

Результаты расчёта резонансных кривых сведены в табл. 3.3.

Таблица 3.3

хС, Ом ¥
I, А 5,89 6,93 7,9 8,33 7,9 6,93 5,89 3,28 2,02
UL, В 35,4 41,6 47,4 47,4 41,6 35,4 19,7 12,1
UС, В 13,9 31,6 63,2 69,3 70,7 65,6 60,6 U = 50

В табл. 3.3 выделена колонка, когда хкС=6 Ом и в цепи наступает резонанс напряжений UL=UС. При этом входное сопротивление цепи минимальное Zвх min = rк+R = 6 Ом,

а ток максимальный Imax = = = 8,33 A.

Кривая напряжения UL повторяет по форме кривую тока, так как хк=const, и тогда ULmax = Imax×хк = 8,33×6 = 50 В.

Найдём максимальное значение UСmax в зависимости от хС, исследовав кривую UС(хС) на максимум.

Координата хС при UС = UСmax определится уравнением

= 0 или = 0,

(rк+R)2 + хк22 хк хС + хC2 + хк хС – хC2= 0,

откуда = = = 12 Ом.

 
 

Резонансные кривые приведены на рис. 3.6.

ЗАДАЧА 3.6. Определить показания приборов в схеме рис. 3.7,а, мгновенное значение тока i1 в неразветвлённой части схемы, построить векторную диаграмму, если:

 
 

u(t)= 200×sin(ωt+25°) В, r = 50 Ом, хС = 50 Ом.

Решение

Приборы реагируют на действующие значения величин.

Действующие значения токов параллельных ветвей

I2= = = = 2 = 2,83 А,

I3= = = 2 = 2,83 А.

Так как ток в активном сопротивлении i3 совпадает по фазе с напряжением, ток в ёмкости опережает по фазе напряжение на 90°, а в соответствии с І законом Кирхгофа i1 = i2 + i3, то треугольник токов на векторной диаграмме (рис. 3.7,б) прямоугольный, откуда



I1= = = 4 А,

угол сдвига фаз между током i1 и напряжением u на входе схемы отрицательный и равен

j = arctg = —arctg1= -45°.

Мгновенное значение тока

i1(t) = I1m×sin(ωt +yu – j) = 4 ×sin(ωt + 70°) A.

Показания амперметров

A1 ® I1= 4 А, A2 ® I2= 2,83 А, A3 ® I3= 2,83 А.

Показание ваттметра

PW = uW ×IW ×cos = u×I1×cosj = ×4×cos45° =400 Вт.

Заметим, что по схеме рис. 3.7,а ваттметр измеряет активную мощность части цепи, находящейся справа от ваттметра. Но по закону Джоуля-Ленца в этой части расходуется мощность только в активном сопротивлении r, причём

Р3= I32×r = ×50 = 400 Вт, что совпадает с показанием ваттметра.

 

ЗАДАЧА 3.7. Найти показания приборов в схеме рис. 3.8,а, построить векторную диаграмму, если u = 200 В, r1= 30 Ом, х1= 40 Ом, r2= 50 Ом.

Проверить балансы активных и реактивных мощностей.

 

 

Решение

Токи параллельных ветвей рассчитаем по закону Ома и определим соответствующие показания амперметров:

I2= = = =4 А, ® А2,

I1= = = = 4 А, ® А1.

Ток i2 в активном сопротивлении совпадает по фазе с напряжением u, ток i1 отстаёт на угол j 1, так как в этой ветви имеется индуктивность, а сам угол j 1 определим из треугольника сопротивлений этой ветви

j 1 = arctg = arctg = 53,13°.

При этом cosj 1= = = 0,6, sinj 1= = = 0,8.

Всё изложенное учтено при построении векторной диаграммы цепи (рис. 3.8,б).

В рассматриваемом примере получен косоугольный треугольник токов I1, I2, I. Задача расчёта косоугольного треугольника токов сводится к прямоугольному, если систему векторов токов спроецировать на два взаимно перпендикулярных направления: на направление вектора напряжения (проекции векторов токов называются активными составляющими) и направление, перпендикулярное вектору напряжения параллельного участка (проекции называются реактивными составляющими).

При этом I2a = I2 = 4 A, I2p = 0,

I1a = I1×cosj1= 4×0,6 = 2,4 A, I1p = I1×sinj1= 4×0,8 = 3,2 A.

Из наружного прямоугольного треугольника определяется суммарный ток параллельных ветвей, измеряемый амперметром А:

I = = = 7,16 А.

Далее j = arctg = arctg = 26,57°,

cosj = = = 0,447, sinj = = = 0,224.

Показание ваттметра PW = u×I×cosj = u×SIа= 200×6,4 = 1280 Вт – это активная мощность источника РГ.

Суммарная активная мощность потребителей рассчитывается по закону Джоуля-Ленца: П = I12×r1 + I22×r2= 42×30 + 42×50 = 1280 Вт.

Так как для схемы РГ = П, то баланс активных мощностей сходится.

Реактивные мощности:

— генератора QГ = u×I×sinj = u×Ip= 200×3,2 = 640 вар;

— потребителей SQП = I12×х1= 42×40 = 640 вар,

то есть выполняется и баланс реактивных мощностей.

 

3.2.2. Задачи для самостоятельного решения

ЗАДАЧА 3.8. Действующее значение синусоидального напряжения u =220 В. Определите его среднее значение.

Ответ: uср=198 В.

 

ЗАДАЧА3.9. Лампа накали-вания с номинальными данными РЛн = 15 Вт; uЛн = 127 В включена последовательно с конденсатором С = 2 мкФ и на вход этой цепи подано напряжение u = 220 В. Определить напряжение на лампе. Сделать вывод о том, будет ли лампа нормально светить или нет.

Ответ: UЛ = 123,1 В;да, будет.

 

ЗАДАЧА 3.10. К цепи рис. 3.9 подведено напряжение u =220 В. Пара-метры цепи: r1= r2 = r3 = r4 =20 Ом; хL1= хL2= хC1= 100 Ом; хC2= 40 Ом. Определить показания вольтметров.

Ответ: UV1 = 215,4 В; UV2 = 0.

 

ЗАДАЧА3.11. В схеме рис. 3.10 известно:

u = 50 В; I = 0,13 А; Ir = 0,12 А.

Определить величину индуктивности L.

Ответ: L = 0,318 Гн.

 

ЗАДАЧА3.12. Три однофазных двигателя включены параллельно и к ним подведено напряжение u = 400 В. Паспортные данные двигателей:

Р1 = 2,4 кВт, cosj 1= 0,6 (j 1 > 0); Р2 = 1,6 кВт, cosj 2= 0,8 (j 2 < 0); Р3 = = 1,2 кВт, cosj 3= 1. Определите ток, потребляемый всеми двигателями вместе.

Ответ: I = 14,85 А.

 

ЗАДАЧА 3.13. В схеме рис. 3.11 требуется определить показание амперметра, если u = 100 В,

r1= 3 Ом, r2= 8 Ом, r3= 10 Ом,

хL1= 4 Ом, хL2= 5 Ом, хC = 6 Ом.

Ответ: I = 42,4 А.

 

ЗАДАЧА 3.14. При из-менении индуктивного сопро-тивления в схеме рис. 3.12 максимальное показание ам-перметра 2 А. При этом показа-ния остальных приборов сле-дующие: вольтметра V ® 60 B, вольтметра V2 ® 100 B, ваттметра W ® 40 .

Определить параметры схемы r1, хL, r2, хС. Построить векторную диаг-рамму цепи. Построить резонансную кривую uLL) при изменении хL(0…¥).

Ответы: r1 = 20 Ом, хL= 49 Ом,

r2 = 10 Ом, хС = 49 Ом.

 

Задачи повышенной сложности

ЗАДАЧА 3.15. По показаниям приборов цепи рис. 3.13 определить параметры её элементов, если V ® 100 B; V1 ® 20 B; W ® 80 ; А ® 2 А.

Ответы: r1 = 10 Ом, r2 = 20 Ом, х2 = 40 Ом.

 

ЗАДАЧА 3.16. В схеме рис. 3.14 определить показание ваттметра, если u = 100 В, а показания приборов: А ® 1 А; V1 ® 150 B; V2 ® 100.

Ответ: Р = 198,4 Вт.

 

ЗАДАЧА 3.17. В схеме цепи рис. 3.15 задано: r1= r3; Р = 300 Вт; I1 = 5 А; I2 = 5 А; фазометр показывает нуль. Опре-делить ток I, а также L и С. Частоту при-нять равной промышленной (f = 50 Гц).

Ответы: I = 15 А, L = 6,37 мГн,

С = 796,3 мкФ.

 

ЗАДАЧА 3.18. В схеме рис. 3.16 известно: u = 10 В; хL = 6 Ом; Р = 5 Вт.

Определить сопротивление R.

Решение

Используем следующие соотношения:

Р = R×I2 ; u = I× .

Тогда: I2 = ; Р = или Р×R2u2×R+ Р×хL2 =0.

Отсюда R1,2 = = = 10 ± 8 Ом.

Задача имеет два ответа R1= 18 Ом и R2 =2 Ом.

 

3.3. РАСЧЁТ СМЕШАННОГО СОЕДИНЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВА-НИЕМ МЕТОДА ПРОВОДИМОСТЕЙ

3.3.1. Типовые примеры

ЗАДАЧА 3.19. К цепи рис. 3.17 подведено напряжение u = 220 В. До подключения ёмкости С приборы показывали: А ® I=2 А; W ® P=40 Вт. Требуется определить минимально возможное показание амперметра после подключения ёмкости, а также величину последней.

Решение

До подключения ёмкости, используя показания приборов, определяем полное, активное и индуктивное сопротивления ветви с r, L:

Z = = =110 Ом; r = = = 10 Ом;

xL= = = 109,5 Ом.

Минимальное значение тока в неразветвлённой части цепи будет иметь место при резонансе токов в цепи после подключения ёмкости, и в этом случае ток I будет иметь только активную составляющую: I = Ia = U×g, где g – активная проводимость всей цепи, равная активной проводимости ветви r, L, а именно: g = = = 2,26×10 -4См.

Тогда I = U×g = 220×2,26×10 -4 = 0,182 А.

Величину ёмкости определим из условия, что её реактивная проводимость должна равняться реактивной проводимости ветви r, L, т.е.

wС = , откуда С = = = 2,88×10 -5Ф = 28,8 мкФ.

 
 

ЗАДАЧА 3.20. Для схемы (рис. 3.18,а) определить токи во всех ветвях и напряжения на всех участках, составить баланс активных и реактивных мощностей, построить полную векторную диаграмму цепи, записать мгновенные значения токов, если u(t) = Um×sin(wt +yu);

Um= 600 B; yu = -90°; r1 =10 Ом, r3 = x2 = x3 =20 Ом, x4 =20 Ом.

Решение

Заменим разветвлённый участок исходной схемы эквивалентной ветвью с параметрами r23, х23, для чего рассчитаем активные и реактивные (с учётом характера сопротивлений) проводимости параллельных ветвей:

g2 = = = 0; b2 = = = 0,05 Cм (инд.);

g3 = = = 0,025 ; b3 = = = 0,025 Cм (ёмк.);

g23 = g2 + g3 = 0 + 0,025 = 0,025 ;

b23 = |b2b3| = 0,05 – 0,025 = 0,025 Cм (инд.);

r23 = = = 20 Ом;

x23 = = = 20 Ом (инд.).

Эквивалентная схема, по которой рассчитаем ток в неразветвлённой части цепи, приведена на рис. 3.18,б: i1(t) = I1m×sin(wt +yu j вх);

где I1m = = = 10 А;

j вх = arctg = arctg = -45°.



Рекомендуемые страницы:

Амплитудное значение — напряжение — переменный ток

Амплитудное значение — напряжение — переменный ток

Cтраница 1

Амплитудное значение напряжения переменного тока с периодом 72 23 мс составляет 220 В.
 [1]

Амплитудное значение напряжения переменного тока с периодом 7 2 23 мс составляет 220 В.
 [2]

По принципу действия прибор ( рис. 1.38) является милливольтметром амплитудных значений напряжений переменного тока.
 [3]

По принципу действия прибор ( рис. 1.50) является милливольтметром амплитудных значений напряжения переменного тока.
 [4]

Вместо испытательного напряжения переменного тока при проверке электрической прочности изоляции допускается использование напряжения постоянного тока при условии, что значение этого напряжения равно амплитудному значению напряжения переменного тока.
 [5]

Для кодирования амплитудных значений напряжения переменного тока использован метод уравновешивания постоянным током.
 [6]

При работе конденсатора в цепи пульсирующего тока сумма напряжения постоянного тока и амплитудного значения напряжения переменного тока не должна превышать номинального напряжения. При невыполнении этих требований конденсатор может быстро прийти в негодность.
 [7]

Номинальное напряжение конденсатора — наибольшее напряжение между его обкладками, при котором он способен надежно и длительно работать, сохраняя свои параметры при всех установленных для него рабочих температурах. Для большинства типов конденсаторов регламентируется номинальное напряжение постоянного тока Допустимое напряжение переменного тока на конденсаторе, как правило, меньше номинального напряжения постоянного тока При работе конденсатора в цепи пульсирующего тока сумма напряжения постоянного тока и амплитудного значения напряжения переменного тока не должна превышать номинального напряжения.
 [8]

Для анодно-механической обработки используется постоянный ток. Применение переменного тока снижает интенсивность процесса по сравнению с интенсивностью при постоянном токе в 1 5 — 2 раза и повышает износ инструмента. Совместное применение переменного тока с постоянным либо применение пульсирующего постоянного тока ( например, выпрямленного) повышает интенсивность процесса на 20 — 40 / 0 по сравнению с интенсивностью при постоянном токе. Амплитудное значение напряжения переменного тока не должно превышать напряжении постоянного тока.
 [9]

Выпрямительные устройства подключают к трансформаторам собственных нужд с линейным напряжением 220 в и мощностью 50 ква и более. Такая большая величина напряжения на выходе выпрямителя получается вследствие того, что при двухполупериодном трехфазном выпрямлении пульсация выпрямленного тока незначительна и эффективное значение напряжения мало отличается от максимального ( амплитудного) значения. Как известно, амплитудное значение напряжения переменного тока синусоидальной формы в 1 41 раза больше его эффективного значения.
 [10]

Для большинства типов конденсаторов регламентируется номинальное рабочее напряжение постоянного тока. Допустимое напряжение переменного тока на конденсаторе, как правило, меньше номинального рабочего напряжения постоянного тока; оно обычно понижается с повышением частоты. При работе конденсатора в цепи пульсирующего тока сумма напряжения постоянного тока и амплитудного значения напряжения переменного тока не должна превышать поминального рабочего напряжения. Если конденсатор работает под напряжением выше номинального или при чрезмерно больших амплитудах переменного напряжения, надежность его работы и срок службы сокращаются.
 [11]

Страницы:  

   1




Среднеквадратичное значение, среднее значение, пиковое значение, пик-фактор, форм-фактор в AC

Что такое среднеквадратичное значение, пиковое значение, среднее значение, значение экземпляра, форм-фактор, пик-фактор и другие термины, относящиеся к цепям переменного тока и синусоиде?

Токи постоянного и переменного тока

Известно, что полярность постоянного напряжения и направление постоянного тока всегда одинаковы, т.е. это однонаправленное значение, которое не меняет полярность, а также направление, как показано на рис. 1.

С другой стороны, (AC) переменный ток или напряжение — это ток, который регулярно меняет свое направление, а также свое значение.Другими словами, переменный ток (AC) — это тип тока, который течет, во-первых, в одном направлении, а во-вторых, в противоположном направлении. В каждом цикле он меняет значение от нуля до максимального и снова достигает нулевого значения.

Значение переменного тока или напряжения может быть выражено в переменном токе (синусоидальном) Синусоидальная волна, как показано на рис. (1) ниже.

Рис. 1 Разница между переменным током и постоянным током

В переменном токе невозможно представить величины, поскольку его амплитуда синусоидальной волны переменного тока непрерывно изменяется со временем.

Таким образом, у нас есть несколько вариантов для выражения величины и различных значений, связанных с синусоидальной волной переменного тока, например:

  • Среднеквадратичное значение
  • Среднее значение
  • Мгновенное значение
  • Максимальное или пиковое значение
  • Пиковое значение
  • Пик-фактор
  • Форм-фактор
  • Прочие связанные термины

Мы подробно обсудим их все ниже.

Что такое среднеквадратичное значение?

Значение RMS ( среднеквадратичное значение ) (также известное как эффективное значение или виртуальное значение ) переменного тока (AC) — это значение постоянного тока (DC) при протекании через цепь или резистор в течение определенного периода времени и производит такое же количество тепла, которое вырабатывается переменным током (AC) при протекании через ту же цепь или резистор в течение определенного времени.

Значение переменного тока, которое при прохождении через нагревательный элемент (например, резистор) будет выделять такое же количество тепла, как и постоянный ток через элемент, называется значением R.M.S.

Короче говоря,

Среднеквадратичное значение переменного тока состоит в том, что при сравнении с постоянным током и переменный, и постоянный ток выделяют одинаковое количество тепла при прохождении через одну и ту же цепь в течение определенного периода времени.

Для синусоидальной волны

или

I RMS = 0.707 x I M , E RMS = 0,707 E M

Фактически, RMS-значение синусоиды является мерой теплового эффекта синусоидальной волны. Например, когда резистор подключен к источнику переменного напряжения, он выделяет определенное количество тепла (рис. 2-а). Когда тот же резистор подключен к источнику постоянного напряжения, как показано на (рис. 2 — b). Регулируя значение постоянного напряжения, чтобы получить такое же количество тепла, которое ранее выделялось в источнике переменного напряжения на рис.Это означает, что среднеквадратичное значение синусоидальной волны равно источнику постоянного напряжения, производящему такое же количество тепла, генерируемого источником переменного напряжения.

Рис. 2 — Среднеквадратичные значения тока и напряжения

Говоря более понятными словами, уровень внутреннего напряжения в США составляет 110 В, а в Великобритании — 220 В переменного тока. Этот уровень напряжения показывает действующее значение (110 В или 220 В R.M.S) и показывает, что домашняя розетка способна обеспечить такое же количество средней положительной мощности, что и напряжение 110 В или 220 В постоянного тока.

Имейте в виду, что амперметры и вольтметры, подключенные к цепям переменного тока, всегда показывают среднеквадратичные значения (тока и напряжения).

Для синусоидальной волны переменного тока действующие значения тока и напряжения:

I RMS = 0,707 x I M , В RMS = 0,707 В M

Чтобы найти среднеквадратичное значение синусоидальной волны, мы можем использовать следующие два метода.

  1. Метод средней ординаты
  2. Метод интегрирования.

Давайте посмотрим, как найти значения RMS синусоидальной волны.

Методы определения среднеквадратичного значения синусоидальной волны.

Аналитический метод
Метод 1

Мы знаем, что значение синусоидального переменного тока (AC) =

I м Sin ω θ = I м Sin θ

В то время как Среднее квадратическое значение мгновенных значений тока за половину или полный цикл составляет:

Квадратный корень из этого значения:

Следовательно, среднеквадратичное значение тока равно (если положить I = I м Sin θ):

Теперь,

Таким образом, мы можем обнаружить, что для симметричного синусоидального тока:

I RMS = максимальное значение тока x 0.707

Метод 2.

Пусть i = Sin ω θ = I м Sin θ

Среднее значение i 2

Метод 3

Пусть i = Sin ω θ = I м Sin θ

Графический или среднеординатный метод

Этот метод известен как средний ординатный или графический метод, позволяющий найти значение среднеквадратичного напряжения с помощью средних ординат или нахождения мгновенного значения Форма волны переменного тока.Для ясного понимания ниже пояснения приведен решенный пример.

В синусоидальной волне переменного тока существует множество мгновенных значений напряжения, и это зависит от временного интервала. Как показано на рис. 3 ниже, где число средних ординат равно 12 (чем больше средних ординат, тем точнее будет результат). Он показывает при t = 1, t = 2, t = 3…. tn, уровни мгновенных напряжений равны V 1 , V 2 , V 3 …. V n соответственно.

Рис. 3 — Среднеординатный или графический метод для RMS

Во-первых, мы найдем мгновенные значения напряжений для каждого периода времени, например t = 1, t = 2… t = n и т. Д.Чтобы найти значение RMS, нам нужно будет найти квадратные значения каждого уровня напряжения в форме волны переменного тока, которая показывает квадратную часть значения RMS.

V 1 2 + V 2 2 + V 3 2 +… .. V n 2

Теперь квадратные значения напряжений делятся на количество средних ординат, которое показывает среднее значение среднеквадратичного напряжения.

Например,

Число ординат, использованных на рис. 3 выше, = 12

Предположим, что пиковое значение напряжения (Max Voltage i.е. амплитуда = В PK или В Макс. ) составляет 12 В для переменного сигнала. Форма сигнала разделена на 12 средних ординат, как показано ниже:

9023 9023 9023 6 В

4V

, рассчитанное как 9321 Напряжение 9321 :

Таким образом, значение RMS напряжения равно 6.97 В, используя графический метод или метод средней оси ординат, чтобы найти среднеквадратичное значение напряжения.

Уравнения среднеквадратичного напряжения и тока

Среднеквадратические значения тока и напряжения, связанные с пиковым значением или максимальным значением (оба одинаковы).

В RMS = 0,707 x V PK , I RMS = 0,707 x I PK

V RMS = 0,707 x V M , I RMS = 0.707 x I M

Среднеквадратичные значения тока и напряжения, относящиеся к размаху .

В RMS = 0,3536 x V P-P , I RMS = 0,3536 x I P-P

Действующие значения тока и напряжения относительно среднего значения.

В RMS = 1,11 x V AV, I RMS = 1,11 x I AV

Здесь все на одном изображении.

Пиковое напряжение переменного тока (АС), размах напряжения, среднеквадратичное (среднеквадратичное) напряжение

(DC) — постоянный ток

Элементы и батареи вырабатывают электрический ток, который всегда течет по цепи одинаковым прямым, это называется постоянным током (DC).

(AC) — переменный ток

В Великобритании электросеть поставляется с напряжением около 230 вольт и подается как (переменный) или переменный ток.Это означает, что ток течет в одном направлении, а затем в другом по цепи. Ток постоянно меняет направление (чередуется), поэтому его называют (переменным) переменным током. В Великобритании частота электросети составляет 50 Гц , что означает 50 циклов в секунду.

Сигналы переменного тока

Мы можем использовать осциллограф для представления сигнала переменного тока.

Мы можем использовать осциллограмму в качестве вольтметра, если мы знаем, какое усиление по оси Y установлено на осциллографе.Используя диаграмму выше и зная, что усиление по оси Y было установлено на 10 В / дел, мы можем это решить;

  • размах напряжения = 6 квадратов от самой высокой точки до самой низкой, и каждый квадрат стоит 10В. Итак, размах напряжения = 60 В.
  • пик напряжение (В o ) = половина напряжения от пика до пика = 60/2 = 30 В

Как только мы узнаем пиковое напряжение (V o ) и сопротивление (R) в цепи, мы можем вычислить пиковый ток (I o ) , используя уравнение V = IR.

Среднеквадратичные значения (СКЗ)

Как п.д. и ток непрерывно изменяются в сигнале переменного тока, нам нужно представить среднее значение для p.d. и ток.

Среднеквадратичные значения p.d. (V rms ) и ток (I rms ) представляют собой действующее значение p.d. и ток в цепи переменного тока.

  • В действующее значение = среднеквадратичная разность потенциалов в вольтах, В
  • В o = пиковое напряжение в вольтах, В
  • I = среднеквадратичный ток в амперах, А
  • I o = пиковый ток в амперах, A

дБн дБFS дБВ в вольт преобразование звука цифровой — калькулятор вольт в дБн и дБВ дБ мВт УЗД дБ децибел 0 дБFS — преобразование дБ вольт нормальные децибелы объяснение взаимосвязи абсолютный уровень аналогового звука истинный среднеквадратичный преобразователь преобразователь децибел в преобразователь dbfs расчет коэффициента затухания онлайн соотношение эталонное звуковое оборудование звукозапись dBFS dBVU 0 дБ преобразователь уровня логарифма звука от амплитуды до пика импеданса напряжение для профессионального потребления аудио цифровой аналоговый уровень записи

дБ дБн дБFS дБВ в вольт преобразование звука цифровой — калькулятор вольт в дБн и дБВ дБ мВт УЗД дБ децибелы 0 dBFS — преобразование дБ вольт нормальные децибелы объяснение отношения соотношения аналоговый аудио абсолютный уровень преобразователь истинного среднеквадратичного значения преобразователь децибел в dbfs расчет преобразователя онлайн-коэффициент потерь затухания коэффициент усиления эталонная аудиотехника запись звука dBFS dBVU 0 дБ преобразователь логарифма уровня звука от пика до пика импеданс напряжения для профессионального аудио цифровой аналоговый уровень записи — sengpielaudio Se ngpiel Берлин

Заполните серое поле выше и щелкните соответствующую полосу «вычислить» под ним.p-p = от пика до пика.
Эталонное напряжение для 0 дБн составляет 0,775 В (0,77459667 В), а для 0 дБВ — ровно 1,0 В.
Прокрутите вниз, чтобы найти формулы для напряжения и мощности и расчет абсолютного уровня.

Напряжение 2 В 4 В 6 В 8 В 10 В 12 В 9023 9023 9023 6 В 2V 0V
Угол 15 o 30 o 45 o 60 o 9020 907 9020 902 9020 902 9020105 o 120 o 135 o 150 o 165 o 180 o
Происхождение индекса dBu происходит от «u = un loaded», а dBV происходит от «V = 1 вольт». Некоторые говорят:
«u» в дБн означает, что полное сопротивление нагрузки составляет и , и с оконечной нагрузкой и, вероятно, будет высоким.

Что такое дБу? Логарифмическое отношение напряжений с опорным напряжением , равным В 0 = 0,7746 вольт ≡ 0 дБн
Что такое дБВ? Логарифмическое отношение напряжения со ссылкой напряжения от В 0 = 1,0000 вольте ≡ 0 д
Уровня домашней записи (потребитель аудио) от -10 д означают 0,3162 вольт, то есть -7,78 дБ.
Уровень студийной записи (профессиональное аудио) +4 дБн означает напряжение 1,228 вольт.
Максимальный неискаженный уровень звуковых усилителей составляет +18 дБн.В США это +24 дБн.
Бытовые передачи с уровнем –10 дБВ обычно несбалансированы. Студийное оборудование с уровнем +4 дБу всегда сбалансировано. 0 VU = +4 дБн.

Шкала: Уровень в дБн и дБВ по сравнению с напряжением в В

Уровень
дБн
Напряжение
В
Уровень
дБВ
Международная студия +4 1.228 +1,78
Стандартный уровень 1 В +2,22 1 0 исх.
Стандартный уровень 0,775 В 0 исх. 0,775 −2,22
Внутренний уровень −7,78 0,316 −10

Разница уровней между +4 дБу студийным уровнем
и -10 дБВ потребительским уровнем составляет Δ
L = 11.78 дБ (12 дБ).

Разница между уровнями dBu и dBV составляет Δ L = 2,2 дБ.
0 дБВ равен 2,2 дБн или 0 дБн равен −2,2 дБВ.

Преобразование уровня L (дБу) в напряжение (вольт) составляет В = 0,775 × 10 ( L 20490 ) .
Преобразование напряжения В (вольт) в уровень (дБу) составляет L = 20 × log ( В / 0,775).

Все величины поля, такие как напряжение или звуковое давление,
всегда являются истинными среднеквадратичными значениями, если не указано иное.

В математике среднеквадратическое значение (сокращенно RMS
или RMS), также известное как среднее квадратичное, является статистической мерой
величины переменной величины.

Для синусодиальных напряжений или токов с омической нагрузкой
вычисления могут быть упрощены с помощью RMS = амплитуда / √2

Уровень Напряжение

Примечание — Сравнение дБ SPL и дБА: формулы преобразования для
измеренных значений дБА в уровень звукового давления дБСПЛ или наоборот не существует.
Также вы не можете преобразовать «дБА в вольты» и наоборот.

Преобразование возможно только для измерения одной отдельной частоты.

Профессиональное аудиооборудование часто указывает спецификации шума по шкале А — не
, потому что он хорошо коррелирует с нашим слухом, а потому, что он может
«скрыть» неприятные компоненты шума, которые создают плохие характеристики шума.

Слова для светлых умов: всегда задавайтесь вопросом, что скрывает производитель
, когда использует A-взвешивание.
*)

*) http://www.google.com/search?q=Always+wonder+what+a+manufacturer+Rane&filter=0

Объяснение: Что такое «dBFS»? (Цифровое аудио)

dBFS — Уровень цифровой записи

Аналоговые и цифровые уровни — это разные области.

♦ Часто задаваемый вопрос: «Пожалуйста, помогите мне конвертировать из dBFS в dBu».
Никогда не выражайте уровни аналогового сигнала через dBFS.
Следуйте этому, и вы никого не запутаете.


Нет преобразователя децибел в дБFS

Примечание — Сравнение dBu и dBFS: на самом деле не существует фиксированного мирового стандарта
, например, −20 дБFS = +4 дБн = 0 дБVU.
Цифровая шкала пиков не эквивалентна аналоговой шкале RMS.

Вы никогда не сможете сопоставить dBFS и dBu.

dBu — это вольт — вы измеряете его вольтметром.
Аналоговый аудиосигнал: положительное и отрицательное напряжение.

dBFS, напротив, двоичное число.
Цифровой звук: нули и единицы.


Пиковое напряжение дБн не существует. *)

Неправильно указывать уровни пикового напряжения в дБн.

*) http://www.rane.com/note169.html
*) http://www.rane.com/pdf/ranenotes/No_Such_Thing_as_Peak_Volts_dBu.pdf

dBFS должен иметь в начале знак минус. Нет чего-то вроде +6 dBFS.

Такой стандартной ссылки нет. x dBFS — это цифровой уровень напряжения
(пик), а y dBVU или dBu — аналоговый уровень напряжения (RMS).

Цифровой и аналоговый — две совершенно разные области.

Вот почему нет никакой связи между dBFS и dBVU или dBu вообще.
Аналоговый измеритель (ppm): время атаки от 10 до 300 мс — считывание среднеквадратических значений.
Цифровой измеритель: время атаки <1 мс - считывание пиковых значений. Это действительно разница
.

Совет: Наблюдайте только за своими цифровыми измерителями и поднимайтесь до 0 dBFS, но никогда не превышайте эту отметку на
. Мы используем «запас» в аналоговой области. Это нормально, но
нам не нужен цифровой «запас», поскольку всегда «неиспользуемая» запрещенная зона
.

Вы можете выбрать свой личный запас по высоте, если хотите, но нет стандарта
, по которому вы должны это делать.
Требование высокого уровня модуляции противоречит заявлению
, чтобы избежать перегрузки.

Никогда не принимайте следующую забавную игру в догадки как должное. Используйте его только в качестве приблизительного ориентира:
Европейская и британская калибровка для Post & Film составляет −18 дБFS = 0 VU = +4 дБн

Спецификация BBC: −18 дБFS = PPM «4» = 0 дБн
American Post: −20 дБFS = 0 VU = +4 dBu
Orchestral -18 dBFS = 0 VU = +4 dBu
Rock and / or Radio -16, или -14, или -12 dBFS = 0 VU = +4 dBu
Digi 002 поддерживает только −14 дБFS.
Немецкий ARD и студийный PPM +6 дБн = −10 (−9) дБFS. +16 (+15) дБн = 0 дБ полной шкалы. Нет VU.

EBU R68-2000 — Европейский вещательный союз рекомендует: цифровой уровень
–9 дБФ (максимум). Вы должны оставить верхние 9 дБ пустыми без всякого использования.
Опорный уровень равен –18 дБФ. 0 дБФ равен +15 дБн.
Примечание: 0 dBFS — разрешенный максимальный цифровой уровень.

У вещательных компаний EBU есть проблема, потому что они хотят использовать старые медленные измерители со шкалой
dBu (атака 10 мс, квазипиковый) аналоговых времен для цифровых записей.
Остальной мир всегда смотрит на быстрые цифровые измерители (атака
масштаб. Забудьте смотреть на шкалу измерителей дБу.
Похоже, происходит переход от модуляции QPPM к громкости (ITU / EBU) и истинному пику.
Посмотрите: EBU R 128 .

Примечание. Рекомендации EBU по установке максимального усиления
на –9 дБ dBFS не должны применяться, если они не работают для Европейского вещательного союза
. Чьи максимальные уровни
цифровых мастеров компакт-дисков равны -9dBFS, не стоит удивляться
, если компакт-диски недостаточно громкие.
9 дБ до верха остаются свободными и бесполезны.
LUFS = Единицы громкости относительно полной шкалы

Формулы для напряжения и мощности
и расчет абсолютного уровня

Чтобы использовать калькулятор, просто введите значение.
Калькулятор работает в обоих направлениях знака .

дБм указывает, что опорная мощность равна P 0 = 1 милливатт = 0.001 Вт ≡ 0 дБ

Преобразование отношений напряжения или мощности в децибелы дБ — таблица и диаграмма

Таблица уровней звукового давления и соответствующих значений звукового давления и интенсивности звука

RMS напряжение , пиковое напряжение и пиковое размах напряжения

Параметры формы синусоидального сигнала сети или «мощности» приведены в таблице ниже:

Среднее напряжение RMS напряжение ( В RMS ) Пиковое напряжение ( В p ) = ( Û ) Пиковое напряжение ( В pp )
0 вольт 117 В = В RMS = ~ В 165 В = √2 × В RMS = 0,5 × В pp 330 В = 2 × √2 × В RMS = 2 × В p
0 вольт 230 В = В RMS = ~ В 325 В = √2 × В RMS = 0,5 × В pp 650 В = 2 × √2 × В RMS = 2 × В p

Значение В RMS переменного напряжения В (t) = В 0 × f (t) определяется так, что эффективная мощность постоянного тока
соответствует В RMS 2 / R = V RMS × I RMS до омического сопротивления
от средней резистивной мощности этого переменного напряжения до того же сопротивления.

Пик-фактор означает отношение пикового напряжения к среднеквадратичному напряжению.
Если вам нужно рассчитать аттенюатор (расчет затухания), вы рассчитаете делитель напряжения .

Преобразователи напряжения

Напряжение В СКЗ = ~ В V p V pp
Среднее значение напряжения (СКЗ) В СКЗ = 0.7071 × В p 0,3535 × V pp
Пиковое напряжение В p = 1,414 × В RMS 0,5000 × V pp
Пиковое напряжение В pp = 2,828 × В RMS 2.000 × V p

Различные уровни напряжения

Уровень Уровень L в дБ Действующее значение напряжения Напряжение от пика до пика
Европейский студийный уровень — уровень вещания ARD +6 дБн 1.55 В 4,38 В
Международный студийный уровень — США +4 дБн 1,228 В 3,47 В
Внутренний учет (потребительские единицы) −10 дБВ 0,3162 В ≡ −7,78 дБн 0,894 В
Уровень звукового давления (слуховой порог) 0 дБ 2 × 10 −5 Па ≡ 0 дБSPL 5,66 × 10 −5 Па
Эталонный уровень студии re 0.775 вольт 0 дБн 0,7746 В 2,19 В
Эталонный студийный уровень на 1 вольт 0 дБВ 1,0000 В 2,828 В

Международные справочные значения

Физическая единица Блок уровня Справочное значение Примечание
Напряжение В 0 = 0.775 В ≡ 0 дБн Аудиотехника, без указания импеданса!
Напряжение В 0 = 1 В ≡ 0 дБВ Аудиотехника, США
Напряжение В 0 = 1 × 10 −6 В ВЧ приемник и усилитель
Напряжение В 0 = 0,224 В ВЧ технология — опорный 1 мВт при Z = 50 Ом
Напряжение В = 1.228 В Студийный уровень +4 дБн, США — эталонный 0,7746 В
Напряжение В = 1,55 В Студийный уровень +6 дБ, ARD — эталонный 0,7746 В
Напряжение В = 0,3162 В Уровень домашней записи −10 дБВ — эталонный 1,0 В −7,78 дБн
Звуковое давление p 0 = 2 × 10 −5 Па ≡ 0 дБ Уровень звукового давления SPL, слуховой порог (звуковое поле , размер )
Скорость звуковых частиц v 0 = 5 × 10 −8 м / с ≡ 0 дБ
Интенсивность звука I 0 = 1 × 10 −12 Вт / м 2 ≡ 0 дБ Порог боли при 1 Вт / м 2 (Звук энергия размер)
Мощность P 0 = 1 Вт ≡ 0 дБВт Необходимо всегда указывать эталонный импеданс
Мощность P 0 = 1 мВт ≡ 0 дБм Z = 600 Ом (телефоны) или Z = 50 Ом (антенны)
Напряженность электрического поля E 0 = 1 × 10 −6 В / м

Децибелы (дБ) Калькулятор

Децибелы определяются как десятикратный логарифм отношения мощностей.Децибелы преобразуют
вычислений умножения и деления в простые операции сложения и вычитания.

Этот калькулятор выполняет преобразование между децибелами, коэффициентом усиления напряжения (или тока) и коэффициентом усиления мощности.
Просто заполните одно поле, и калькулятор преобразует два других поля.

Уравнения: Уровень в дБ: L = 20 × log ( V 1 / V 2 ) = 10 × log ( P 1 / P 2 )

дБм — это логарифмическая мера мощности по сравнению с 1 мВт,
, что означает, что она зависит от мощности.
Его можно преобразовать в напряжение, если известно сопротивление нагрузки.
Обычно полное сопротивление (нагрузка) составляет 600 Ом.

Уравнение: Уровень в дБм: L P = 10 × log ( P / 0,001)

Простое практическое правило: при работе с мощностью: 3 дБ — это дважды, 10 дБ — 10 раз.
При работе с напряжением или током: 6 дБ — дважды, 20 дБ — 10 раз.

Почему ширина полосы и частота среза находятся на уровне «–3 дБ»?
Почему мы всегда уменьшаем усиление фильтра на 3 дБ?
Полная ширина на полувысоте (FWHM).

Ответ: Это точка, в которой энергия (мощность) падает до значения ½ или 0,5 = 50 процентов от начальной мощности в виде количества энергии
, что эквивалентно (-) 3 дБ = 10 × log (0,5) . Падение мощности (-) 3 дБ — это уменьшение на 50% до значения 50%.
Здесь напряжение упало до значения √ (½) или 0,7071 = 70,71 процента от начального напряжения в качестве величины поля, эквивалентной
(-) 3 дБ = 20 × log (0,7071). Падение напряжения (-) 3 дБ — это уменьшение на 29,29% до значения 70.71%.

(-) 3 дБ означает ½ электроэнергии, и, поскольку мощность пропорциональна квадрату напряжения
, значение будет 0,7071 или 70,71% напряжения полосы пропускания.
√½ = 1 / √2 = √0,5 = 0,7071. P ~ V 2 , то есть 0,5 ~ 0,7071 2 .

Звукорежиссеры и звукорежиссеры («слуховые люди») в основном используют обычное (звуковое) количество полей . Вот почему они говорят:
Частота среза устройства (микрофон, усилитель, громкоговоритель) — это частота, при которой уровень выходного напряжения
уменьшается до значения (-) на 3 дБ ниже уровня входного напряжения (0 дБ). ).
● (-) 3 дБ соответствует коэффициенту √½ = 1 / √2 = 0,7071, что составляет 70,71% от входного напряжения.

Акустикам и звукооператорам («шумоподавителям»), кажется, больше нравится количество энергии (звука) . Нам говорят:
Частота среза устройства (микрофон, усилитель, громкоговоритель) — это частота, на которой уровень выходной мощности
снижается до значения (-) на 3 дБ ниже уровня входной мощности (0 дБ).
● (-) 3 дБ соответствует коэффициенту ½ = 0,5, что составляет 50% от входной мощности (половина значения)..

Примечание: Коэффициент усиления мощности (усиление мощности) не является распространенным в аудиотехнике.
Даже усилители мощности для громкоговорителей не усиливают мощность.
Они усиливают звуковое напряжение, которое перемещает звуковую катушку.
Примечание: Величина звукового поля (звуковое давление p , электрическое напряжение В ) не является количеством звуковой энергии
(интенсивность звука I , мощность звука P ak ). I ~ p 2 или P ~ V 2 . Иногда можно услышать утверждение
: Частота среза находится там, где уровень L уменьшается на (-) 3 дБ.
Все, что пользователь хочет сказать нам с такой точностью: уровень равен уровню или дБ равен дБ.

Electronics Club — AC, DC и электрические сигналы

Electronics Club — AC, DC и электрические сигналы — свойства сигнала, амплитуда, пиковое значение, период времени, частота, RMS

AC | DC | Свойства сигнала | RMS

Следующая страница: Осциллографы (CRO)

См. Также: Диоды | Блоки питания

AC означает переменный ток, а DC означает постоянный ток.Переменный и постоянный ток также используются при обозначении напряжений и электрических сигналов.
которые не токи! Например: источник питания 12 В переменного тока имеет переменное напряжение.
(что сделает поток переменного тока).

Электрический сигнал — это напряжение или ток, передающий информацию,
обычно это означает напряжение. Этот термин может использоваться для любого напряжения или тока в цепи.


Переменный ток (AC)

Переменный ток (AC) течет в одну сторону, затем в другую, постоянно меняя направление.

Напряжение переменного тока постоянно меняется с положительного (+) на отрицательное (-).

Скорость изменения направления называется частотой переменного тока и измеряется в
герц (Гц) — количество циклов в прямом и обратном направлении в секунду .

Электросеть в Великобритании имеет частоту 50 Гц.

Подробнее о свойствах сигнала см. Ниже.

Источник переменного тока подходит для питания некоторых устройств, таких как лампы и обогреватели, но
почти все электронные схемы требуют постоянного источника постоянного тока (см. ниже).

Переменный ток от источника питания
Эта форма называется синусоидой .

Этот треугольный сигнал является переменным током, потому что он меняет
между положительным (+) и отрицательным (-).


Постоянный ток (DC)

Постоянный ток (DC) всегда течет в одном направлении, но может увеличиваться и уменьшаться.

Напряжение постоянного тока всегда положительное (или всегда отрицательное), но оно может увеличиваться и уменьшаться.

Для электронных схем обычно требуется постоянный источник питания постоянного тока , который имеет одно значение.
или источник питания smooth DC , который имеет лишь небольшую вариацию, называемую пульсации .

Элементы, батареи и регулируемые источники питания обеспечивают постоянный ток постоянного тока , который идеально подходит для электронных схем.

Блоки питания содержат трансформатор, преобразующий
от сети переменного тока к безопасному низковольтному переменному току. Затем переменный ток преобразуется в постоянный ток
мостовой выпрямитель, но выход
изменяющийся постоянный ток , который не подходит для электронных схем.

Некоторые блоки питания включают конденсатор для обеспечения
smooth DC , который подходит для менее чувствительных электронных схем, в том числе
большинство проектов на этом сайте.

Лампы, обогреватели и двигатели будут работать от любого источника постоянного тока.

Дополнительную информацию см. На странице источников питания.

Источники питания также описаны на веб-сайте Electronics in Meccano.

Постоянный ток
от батареи или регулируемого источника питания,
идеально подходит для электронных схем.

Smooth DC
от сглаженного источника питания,
подходит для некоторой электроники.

Изменение постоянного тока
от источника питания без сглаживания,
не подходит для электроники.



Свойства электрических сигналов

Электрический сигнал — это напряжение или ток, передающий информацию, обычно это означает
напряжение. Этот термин может использоваться для любого напряжения или тока в цепи.

График «напряжение-время» ниже показывает различные свойства электрического сигнала.
Помимо свойств, отмеченных на графике, существует частота
количество циклов в секунду.

На диаграмме показан синусоидальный сигнал , но свойства применимы к любому сигналу
с постоянно повторяющейся формой.

  • Амплитуда — максимальное напряжение, достигаемое сигналом.
    Измеряется в В , В .
  • Пиковое напряжение — другое название амплитуды.
  • Пиковое напряжение в два раза больше пикового напряжения (амплитуды).
    При считывании осциллограммы обычно измеряют пиковое напряжение.
  • Период времени — это время, необходимое сигналу для завершения одного цикла.
    Он измеряется в секундах (с) , но периоды времени обычно короткие, поэтому часто используются миллисекунды (мс) и микросекунды (мкс).

    1 мс = 0,001 с и 1 мкс = 0,000001 с.
  • Частота — это количество циклов в секунду.Он измеряется в герцах (Гц) , но частоты имеют тенденцию быть высокими, поэтому часто используются килогерцы (кГц) и мегагерцы (МГц).

    1 кГц = 1000 Гц и 1 МГц = 1000000 Гц.
Частота и период времени

Частота и период времени противоположны друг другу:

частота = 1
период времени

и

период времени = 1
частота

Электросеть в Великобритании имеет частоту 50 Гц
поэтому он имеет период времени 1 / 50 = 0.02s = 20 мс .


Не хватает денег на проекты в области электроники?
Продайте свой старый iPhone, iPad, MacBook или другое устройство Apple: macback.co.uk


Среднеквадратичное значение (RMS)

Значение переменного напряжения непрерывно изменяется от нуля до положительного пика через
от нуля до отрицательного пика и снова обратно к нулю. Очевидно, что в большинстве случаев оно меньше пикового напряжения,
так что это не лучшая мера его реального эффекта.

Вместо этого мы используем среднеквадратичное напряжение RMS )
что равно 0.7 из пикового напряжения пикового ):

,

и

Эти уравнения также применимы к , текущему .

Важно отметить, что эти уравнения верны только для синусоидальных волн (наиболее распространенного типа переменного тока), поскольку
Коэффициенты 0,7 и 1,4 — это разные значения для других форм.

Действующее значение — эффективное значение переменного напряжения
или текущий. Это эквивалентное постоянное значение постоянного тока, которое дает такой же эффект.

Например, лампа, подключенная к источнику 6V RMS AC , будет гореть с той же яркостью.
при подключении к источнику постоянного тока 6 В постоянного тока .
Тем не менее, лампа будет тусклее, если она подключена к пиковому напряжению 6 В переменного тока .
питания, потому что его среднеквадратичное значение составляет всего 4,2 В (это эквивалентно постоянному 4,2 В постоянного тока).

Возможно, вам будет полезно рассматривать значение RMS как своего рода среднее значение, но помните,
что это не совсем средний показатель! Фактически, среднее напряжение (или ток) типичного сигнала переменного тока
равен нулю, потому что положительная и отрицательная части полностью компенсируются.

Что показывают измерители переменного тока, это среднеквадратичное или пиковое напряжение?

Вольтметры и амперметры переменного тока

показывают среднеквадратичное значение напряжения или тока.

Что на самом деле означает «6 В переменного тока», это среднеквадратичное или пиковое напряжение?

Если имеется в виду пиковое значение, оно должно быть четко указано, в противном случае предположим, что это значение RMS .
В повседневном использовании напряжение переменного тока (и токи) всегда задается как среднеквадратичных значений , потому что
это позволяет провести разумное сравнение с постоянными напряжениями (и токами) постоянного тока, например, от батареи.

Например, «питание 6 В переменного тока» означает 6 В RMS, пиковое напряжение составляет 8,4 В. Электроснабжение Великобритании
230 В переменного тока, это означает 230 В RMS, поэтому пиковое напряжение сети составляет около 320 В.

Так что же на самом деле означает среднеквадратичное значение (RMS)?

Сначала возведите все значения в квадрат, а затем найдите среднее (среднее) этих квадратов за
полный цикл и найдите квадратный корень из этого среднего. Это значение RMS.
Смущенный? Не обращайте внимания на математику (она выглядит сложнее, чем есть на самом деле), просто примите
что среднеквадратичные значения напряжения и тока являются гораздо более полезной величиной, чем пиковые значения.


Следующая страница: Осциллографы (CRO) | Исследование


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию.
Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет
используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому.
На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на
рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.
Рекламодателям не передается никакая личная информация.Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но не содержат никакой личной информации.
Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов.
(включая этот), как объяснил Google.
Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста
посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2020

Веб-сайт размещен на Tsohost

Напряжение

rms — это… Что такое действующее напряжение?

  • Регулятор напряжения — популярный трехконтактный стабилизатор напряжения 12 В постоянного тока. Регулятор напряжения — это электрический регулятор, предназначенный для автоматического поддержания постоянного уровня напряжения. Стабилизатор напряжения может иметь простую конструкцию с прямой связью или может иметь отрицательную обратную связь … Wikipedia

  • RMS — F / A / V Эффективное звуковое давление. (Акустика) Среднеквадратичное значение A&V. Мера эффективного (в отличие от пикового) напряжения сигнала переменного тока.Для синусоиды это значение в 0,77 раза больше пикового напряжения. Для любой периодической формы волны это квадратный корень из…… Аудио- и видеоглоссарий

  • V RMS — Среднеквадратичное значение напряжения; среднее напряжение, равное максимальному напряжению, умноженному на постоянную… Словарь автомобильных терминов

  • Порядки величины (напряжение) — Чтобы помочь сравнить разные порядки величины, в следующем списке описаны различные уровни напряжения. Коэффициент (вольт) Значение Элемент 10-7 0.5 мкВ Изменение потенциала нервных клеток, вызванное открытием единственного канала рецептора ацетилхолина [1] 10-6 2 мкВ Шум…… Википедия

  • Преобразователь истинного среднеквадратичного значения — При измерении значения сигнала переменного тока часто необходимо преобразовать сигнал в сигнал постоянного тока эквивалентной величины (известный как среднеквадратичное значение, среднеквадратичное значение). Этот процесс может быть довольно сложным (см. Корневое значение…… Wikipedia

  • Высоковольтные системы постоянного тока — Системы передачи электроэнергии постоянного или высокого напряжения постоянного тока контрастируют с более распространенными системами переменного тока как средства массовой передачи электроэнергии.Современная форма передачи HVDC использует технологию…… Wikipedia

  • Сверхнизкое напряжение — Диапазон напряжения IEC, переменный ток, постоянный ток, определяющий риск Высокое напряжение (система питания)> 1000 В среднекв.> 1500 В электрическая дуга Низкое напряжение (система питания) 25–1000 В среднекв. система питания) <25 В… Википедия

  • Среднеквадратичное значение — В математике среднеквадратичное значение (сокращенно RMS или RMS), также известное как среднее квадратичное, является статистической мерой величины переменной величины.Это особенно полезно, когда переменные положительные и отрицательные, например синусоиды. Это…… Wikipedia

  • Питание переменного тока — В этой статье рассматривается питание в системах переменного тока. См. Раздел «Электроэнергия» для получения информации о питании от сети переменного тока. Обычно скрытое от невооруженного глаза мигание (не лампового) освещения, питаемого от сети переменного тока, обнаруживается в этом движении…… Wikipedia

  • Мощность звука — Измерения звука Звуковое давление p, SPL Скорость частиц v, SVL Смещение частиц ξ Интенсивность звука I, SIL Звуковая мощность Pac Уровень звуковой мощности SWL Звуковая энергия Плотность звуковой энергии… Wikipedia

  • Переменный ток — (зеленая кривая).Горизонтальная ось измеряет время; вертикальный, ток или напряжение. В переменном токе (AC, также AC) движение электрического заряда периодически меняет направление. В постоянном токе (DC, также dc) поток электрического заряда… Wikipedia

  • Преобразование напряжения в мощность по системным уравнениям 50 Ом Формулы

    Многим людям трудно преобразовать мощность в напряжение в 50 Ом.
    системы. Полный вывод требует небольшой дополнительной работы из-за использования
    среднеквадратичное значение синусоиды, основанное на ее пиковом значении напряжения.Вот
    как это сделано.

    Таблица эквивалентных напряжений и мощностей была создана с использованием электронной таблицы Excel.
    Уравнения для ячеек показаны внизу таблицы.

    где V pk — пиковое (не pk-pk) напряжение в
    ед. вольт

    10 7.07107 6.36620 1,00000 1000,00000 30,00000
    9 6.36396 5.72958 0,81000 810.00000 29.08485
    8 5,65685 5,09296 0,64000 640,00000 28.06180
    7 4.94975 4,45634 0,49000 490,00000 26.
    6 4,24264 3,81972 0,36000 360,00000 25,56303
    5 3,53553 3,18310 0,25000 250,00000 23,97940
    4 2.82843 2,54648 0,16000 160,00000 22.04120
    3,162278 2,23607 2,01317 0,10000 100,00000 20,00000
    3 2,12132 1.

    0,09000 90,00000 19,54243
    2 1.41421 1,27324 0,04000 40,00000 16.02060
    1 0,70711 0,63662 0,01000 10,00000 10,00000
    0,9 0,63640 0,57296 0,00810 8.10000 9,08485
    0,8 0.56569 0,50930 0,00640 6.40000 8,06180
    0,7 0,49497 0,44563 0,00490 4,

    6,
    0,6 0,42426 0,38197 0,00360 3,60000 5.56303
    0,5 0.35355 0,31831 0,00250 2,50000 3.97940
    0,4 0,28284 0,25465 0,00160 1,60000 2,04120
    0,316228 0,22361 0,20132 0,00100 1,00000 0,00000
    0,3 0.21213 0,19099 0,00090 0,

    -0,45757
    0,2 0,14142 0,12732 0,00040 0,40000 -3,97940
    0,1 0,07071 0,06366 0,00010 0,10000 -10,00000
    0,09 0.06364 0,05730 0,00008 0,08100 -10,
    0,08 0,05657 0,05093 0,00006 0,06400 -11,93820
    0,07 0,04950 0,04456 0,00005 0,04900 -13.09804
    0.06 0,04243 0,03820 0,00004 0,03600 -14,43697
    0,05 0,03536 0,03183 0,00003 0,02500 -16,02060
    0,04 0,02828 0,02546 0,00002 0,01600 -17,95880
    0.031623 0,02236 0,02013 0,00001 0,01000 -20,00000
    0,03 0,02121 0,01910 0,00900 -20,45757
    0,02 0,01414 0,01273 0,00400 -23,97940
    0.01 0,00707 0,00637 0,00100 -30,00000
    0,009 0,00636 0,00573 0,00081 -30,
    0,008 0,00566 0,00509 0,00064 -31,93820
    0.007 0,00495 0,00446 0,00049 -33.09804
    0,006 0,00424 0,00382 0,00036 -34,43697
    0,005 0,00354 0,00318 0,00025 -36.02060
    0.004 0,00283 0,00255 0,00016 -37.95880
    0,003162 0,00224 0,00201 0,00010 -40,00000
    0,003 0,00212 0,00191 0,00009 -40,45757
    0.002 0,00141 0,00127 0,00004 -43,97940
    0,001 0,00071 0,00064 0,00001 -50,00000

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *