Puncak, Purata, dan Pengukuran RMS

3000+ Common English Words with Pronunciation (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Puncak, Purata, dan Pengukuran RMS

Litar Elektrik AC


soalan 1

Bagaimana mungkin untuk menetapkan nilai tetap voltan atau semasa (seperti "120 volt") kepada kuantiti elektrik AC yang sentiasa berubah, menyeberangi 0 volt, dan mengembalikan kekutuban "# 1"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Kita boleh menyatakan kuantiti voltan AC dan arus dari segi puncak, peak-to-peak, purata, atau RMS .

Nota:

Sebelum anda membincangkan nilai-nilai "RMS" dengan pelajar anda, adalah penting untuk merangkumi idea asas tentang bagaimana menetapkan nilai tetap kepada kuantiti yang berubah dari semasa ke semasa. Oleh kerana bentuk gelombang AC adalah kitaran (mengulangi), ini tidak begitu sukar dilakukan kerana seseorang mungkin berfikir.

Soalan 2

Katakan sumber kuasa DC dengan voltan sebanyak 50 volt disambungkan kepada beban 10 Ω. Berapa banyak kuasa akan kehilangan ini?

Sekarang anggap beban 10 Ω yang sama disambungkan kepada sumber kuasa sinusoidal AC dengan voltan puncak 50 volt. Adakah beban akan kehilangan kuasa yang sama, kuasa yang lebih besar, atau kuasa yang kurang? Terangkan jawapan anda.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

50 volt DC yang digunakan untuk beban 10 Ω akan menghilangkan kuasa 250 watt. 50 volt (puncak, sinusoidal) AC akan menyampaikan kurang daripada 250 watt ke beban yang sama.

Nota:

Terdapat banyak analogi untuk menjelaskan perbezaan ini antara dua sumber "50 volt". Salah satu adalah untuk membandingkan usaha fizikal seseorang yang menolak dengan daya tetap 50 pound, berbanding seseorang yang menolak dengan sekejap hanya dengan kekuatan puncak sebanyak 50 paun.

Soalan 3

Anggapkan bahawa sumber AC voltan berubah-ubah diselaraskan sehingga ia menghilangkan jumlah kuasa yang sama dalam rintangan beban piawai sebagai sumber voltan DC dengan keluaran sebanyak 120 volt:

Dalam keadaan ini pelesapan kuasa yang sama, berapa voltan ialah bekalan kuasa AC yang mengeluarkan "# 3"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

120 volt AC RMS, mengikut definisi .

Nota:

Tanya pelajar anda, "berapa voltan puncak adalah sumber kuasa AC yang dikeluarkan? Lebih atau kurang daripada 120 volt? "

Sekiranya salah seorang pelajar anda mendakwa telah mengira voltan puncak sebagai 169.7 volt, tanyakan kepada mereka bagaimana mereka sampai pada jawapan itu. Kemudian tanyakan jika jawapan itu bergantung kepada bentuk bentuk gelombang (ia!). Perhatikan bahawa soalan itu tidak menyatakan bentuk gelombang "sinusoidal". Secara realistik, bekalan kuasa AC voltan laras keluaran kuasa yang besar mungkin akan sinusoidal, yang dikuasakan dari kuasa AC utiliti, tetapi ia boleh menjadi bentuk gelombang yang berbeza, bergantung kepada sifat sumbernya!

Soalan 4

Tentukan amplitud RMS bentuk gelombang sinusoidal ini, seperti yang ditunjukkan oleh osiloskop dengan sensitiviti menegak sebanyak 0.2 volt setiap bahagian:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Amplitud RMS bagi bentuk gelombang ini adalah kira-kira 0.32 volt.

Nota:

Pelajar mesti mentafsirkan paparan oscilloscope dengan betul, kemudian dengan betul menukar kepada unit RMS, untuk mendapatkan jawapan yang betul untuk soalan ini.

Soalan 5

Tentukan amplitud RMS gelombang isyarat gelombang ini, seperti yang ditunjukkan oleh osiloskop dengan kepekaan menegak sebanyak 0.5 volt setiap bahagian:

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Amplitud RMS bentuk gelombang ini adalah 0.5 volt.

Nota:

Ramai pelajar elektronik yang telah saya bicarakan seolah-olah berfikir bahawa nilai RMS bentuk gelombang sentiasa ((√2) / 2), tidak kira apa bentuknya. Tidak benar, seperti yang dibuktikan oleh jawapan untuk soalan ini!

Pelajar mesti mentafsir dengan betul paparan oscilloscope untuk mendapatkan jawapan yang betul untuk soalan ini. "Penukaran" kepada unit RMS benar-benar tidak wujud, tetapi saya mahu para pelajar dapat menjelaskan mengapa ia dan bukan hanya menghafal fakta ini.

Soalan 6

Katakan dua voltmeters disambungkan ke sumber kuasa AC "utama" di kediaman, satu meter adalah analog (pergerakan meter PMMC D'Arsonval) manakala yang lain adalah RMS digital benar. Mereka berdua mendaftar 117 volt manakala disambungkan ke sumber AC ini.

Tiba-tiba, beban elektrik yang besar dihidupkan di suatu tempat di dalam sistem. Beban ini kedua-duanya mengurangkan voltan utama dan sedikit mengganggu bentuk bentuk gelombang. Kesan keseluruhan ini adalah purata voltan AC telah menurun sebanyak 4.5% dari mana ia berada, manakala voltan ACS AC menurun sebanyak 6% dari mana ia berada. Berapa banyak voltan setiap voltan mendaftar sekarang "# 6"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Voltmeter analog kini mendaftarkan: 111.7 volt

Sejajar dengan voltmeter digital RMS sekarang: 110 volt

Nota:

Pelajar kadang-kadang mengalami kesulitan memahami kepentingan pergerakan meter PMMC yang "sederhana-menanggapi" berbanding RMS yang bertindak balas. Mudah-mudahan, jawapan kepada soalan ini akan membantu menerangkan perkara ini dengan lebih mendalam.

Soalan 7

Alternator elektromekanikal (penjana AC) dan penyongsang DC-DC kedua-duanya menghasilkan voltan RMS yang sama, dan menyampaikan jumlah kuasa elektrik yang sama kepada dua beban yang sama:

Walau bagaimanapun, apabila diukur oleh voltmeter analog, voltan keluaran penyongsang sedikit lebih besar daripada voltan output alternator. Terangkan perbezaan ini dalam pengukuran.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Alternator elektromekanik secara semula jadi mengeluarkan bentuk sinusoidal. Ramai penyongsang DC-AC tidak.

Nota:

Ingat, reka bentuk pergerakan meter analog kebanyakan bertindak balas kepada nilai purata bentuk gelombang, bukan nilai RMSnya. Jika perkadaran di antara nilai gelombang dan nilai RMS sentiasa berubah, petunjuk relatif instrumen RMS sebenar dan alat berasaskan purata (ditentukur untuk membaca RMS) akan berubah juga.

Soalan 8

Adakah pesongan pergerakan meter AC analog berkadaran dengan puncak, purata, atau nilai RMS bentuk gelombang diukur "# 8"> Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Pesongan meter analog berkadaran dengan nilai purata bagi bentuk gelombang AC yang diukur, untuk kebanyakan jenis pergerakan meter AC. Terdapat beberapa reka bentuk pergerakan meter, bagaimanapun, yang memberi petunjuk berkadar dengan nilai RMS bentuk gelombang: pergerakan panas dan elektrodynamometer adalah seperti ini.

Soalan susulan: adakah ini bermakna pergerakan meter purata yang bertindak balas tidak dapat ditentukur untuk menunjukkan dalam unit RMS?

Soalan cabaran: kenapa pergerakan meter panas dan elektrodynamometer meter memberi indikasi RMS sebenar, sementara kebanyakan pergerakan pergerakan lain menunjukkan berdasarkan nilai purata isyarat?

Nota:

Pelajar sering mengelirukan istilah "purata" dan "RMS", memikirkan bahawa mereka boleh ditukar ganti. Bincangkan perbezaan antara dua istilah ini, baik secara matematik dan praktikal. Walaupun konsepnya kelihatan seperti pada mulanya, butirannya sebenarnya agak berbeza.

Persoalan sama ada instrumen yang menilai purata boleh ditentukur untuk mendaftar dalam unit RMS adalah sangat praktikal, kerana majoriti multimeter dikalibrasi dengan cara ini. Oleh kerana kekompadankan antara nilai purata dan nilai RMS bagi bentuk gelombang AC bergantung kepada bentuk bentuk gelombang, bentuk gelombang tertentu mesti diandaikan untuk menentukur pergerakan meter purata bagi pengukuran RMS. Bentuk gelombang yang diasumsikan, tentu saja, adalah sinusoidal.

Soalan 9

Dalam mengira saiz dawai yang diperlukan untuk membawa arus bolak kepada beban berkuasa tinggi, apakah jenis pengukuran yang terbaik untuk digunakan untuk arus: puncak, purata, atau RMS? Terangkan mengapa.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Arus RMS adalah jenis ukuran yang paling sesuai untuk mengira saiz wayar.

Nota:

Petunjuk untuk menjawab soalan ini ialah: apa yang sebenarnya berlaku apabila penarafan ampacity konduktor melebihi? Kenapa, pada masa ini, ada masalah buruk bagi konduktor secara umum?

Adalah penting bagi pelajar untuk mengenali nilai pengukuran RMS: kenapa kita menggunakannya, dan dalam apa aplikasi mereka jenis pengukuran yang paling sesuai untuk digunakan dalam pengiraan tertentu? Tanya pelajar anda apa aplikasi lain mungkin menggunakan voltan RMS dan pengukuran semasa yang paling baik berbanding dengan puncak atau purata.

Soalan 10

Dalam mengira ketebalan penebat bagi garisan kuasa AC voltan tinggi, apakah jenis pengukuran yang terbaik untuk digunakan untuk voltan: puncak, purata, atau RMS? Terangkan mengapa.

Mendedahkan jawapan Sembunyikan jawapan

Voltan puncak adalah jenis pengukuran yang paling sesuai untuk mengira ketebalan penebat. Alasan mengapa ada kaitan dengan masa yang diperlukan untuk penebat untuk "berkelip."

Nota:

Subjek yang berkait rapat adalah pecahan penebat, atau kekuatan dielektrik . Apa yang sebenarnya berlaku apabila penarafan kekuatan dielektrik penebat terlampau?

  • ← Lembaran Kerja Sebelumnya

  • Indeks Lembaran Kerja

  • Lembaran kerja seterusnya →