Amplitud, purata, berkesan. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Amplitud, purata, berkesan. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Radio amatur pemula

Komen artikel

Artikel itu dikhaskan untuk pengaruh bentuk arus elektrik pada tindakannya. Ia juga bercakap tentang mengukur voltan dan arus pelbagai bentuk gelombang elektrik.

Pertama sekali, perlu diingatkan bahawa arus elektrik berselang-seli, tanpa mengira bentuknya, dicirikan oleh amplitud Iampl (sinonim dengan maksimum), purata Iav dan nilai Ieff (rms, berkesan). Kesan arus pada beban yang berbeza apabila bentuknya berubah berbeza dengan cara yang berbeza.

Contohnya, arus pengecasan bateri semasa peralihan daripada pembetulan gelombang penuh kepada pembetulan gelombang separuh tunggal dikurangkan separuh. Jika beban penerus adalah pemanas, dengan perubahan bentuk sedemikian, bukan arus, tetapi kuasa dikurangkan separuh. Oleh kerana, seperti yang anda ketahui, kuasa P adalah berkadar dengan kuasa dua arus (P \u2d IXNUMXR), maka untuk pembetulan separuh gelombang, arus tidak berkurangan separuh, tetapi dengan sekali! Untuk mengelakkan percanggahan tersebut, konsep di atas diperkenalkan.

Yang pertama daripada tiga kuantiti yang mencirikan arus ulang alik ialah nilai puncake Iampl. Ia sama dengan nilai segera maksimum arus untuk tempoh perubahannya. Anehnya, dari sudut pandangan kesan pelbagai bentuk arus pada beban yang berbeza, amplitud semasa adalah yang paling kurang bermaklumat. Itulah sebabnya nilai arus ulang alik ditentukan dengan membandingkan tindakannya dengan arus terus.

purata nilai arus ulang alik ialah nilai arus terus yang membawa cas elektrik yang sama dalam tempoh masa yang sama dengan arus ulang alik. Untuk arus ulang alik yang bentuknya simetri pada paksi masa (contohnya, isyarat sinusoidal), nilai purata arus ialah sifar. Oleh itu, nilai purata biasanya difahami sebagai purata dibetulkan, iaitu, nilai purata arus selepas ia dibetulkan. Nilai purata arus mencirikan tindakannya, contohnya, semasa mengecas bateri.

Berkesan nilai arus ulang alik ialah nilai arus terus, yang, melalui beban linear aktif (katakan, perintang), melepaskan jumlah haba yang sama dalam tempoh masa yang sama seperti arus ulang alik akan dilepaskan dalam beban ini. Ia adalah nilai berkesan arus yang penting berhubung dengan peranti pemanasan.

Untuk mencirikan bentuk isyarat berkala, dua parameter diperkenalkan: faktor amplitud ka=Iampl/Ieff dan faktor bentuk kf=Ieff/Iav.rect.

Dengan bentuk gelombang yang paling biasa - sinusoidal - nilai yang dipertimbangkan ialah:

Secara grafik, nilai purata arus ulang alik ialah kawasan di bawah lengkung yang mencirikan pergantungan arus pada masa. Nilai berkesan sepadan dengan punca kuasa dua kawasan di bawah lengkung yang menerangkan pergantungan kuasa dua arus pada masa. Pada rajah. 1 menunjukkan graf bagi isyarat sinusoidal konvensional I(t)/Iampl dan kuasa duanya (I(t)/Iampl)2. Daripada perbandingan graf, dapat dilihat bahawa kuasa dua arus (dan kuasa serta-merta adalah berkadar dengannya) berdenyut pada frekuensi berganda berbanding dengan arus. Di samping itu, sisihan lengkung kuasa dua arus relatif kepada garis pada tahap 0,5 ke atas dan ke bawah adalah sama. Apabila mengira kawasan di bawah lengkung ini, sisihan diberi pampasan, yang bermaksud bahawa ia adalah separuh daripada kawasan di bawah garis lurus yang mencirikan arus terus. Oleh kerana nilai berkesan arus adalah berkadar dengan punca kuasa dua kawasan itu, adalah jelas bahawa ia adalah dalam kurang daripada nilai amplitud arus.

Amplitud, purata, berkesan

Malangnya, kawasan di bawah sinusoid I(t) / Iampl tidak boleh ditentukan tanpa pengetahuan tentang kalkulus kamiran, anda perlu mempercayai nisbah di atas.

Untuk voltan isyarat elektrik berselang-seli, terdapat nilai pencirian yang sama seperti untuk arus - amplitud Uampl, purata Uav dan Ueff berkesan. Hubungan antara mereka adalah sama. Dengan voltan utama berkesan 220 V, voltan amplitud ialah 311 V, purata voltan diperbetulkan ialah 198 V.

Dalam amalan, seorang amatur radio perlu bertemu dengan isyarat elektrik pelbagai bentuk. Mari kita pertimbangkan sebahagian daripada mereka.

Voltan sinusoidal (Rajah 2, a) dengan pembetulan gelombang penuh (Rajah 2, b) mengekalkan ciri-cirinya, dan voltan purata menjadi sama dengan purata yang dibetulkan.

Amplitud, purata, berkesan

Dikatakan di atas bahawa dengan pembetulan gelombang tunggal separuh (Rajah 2, c), nilai voltan purata berkurangan separuh berbanding dengan pembetulan gelombang penuh, dan nilai berkesan berkurangan dengan faktor sebanyak. Adalah mudah untuk memahami bahawa jika dalam mana-mana pengawal kuasa satu daripada separuh kitaran N dihantar ke beban, voltan purata berkurangan sebanyak N kali (kuasa dalam beban berkurangan dengan jumlah yang sama), dan voltan berkesan - sebanyak kali

Berliku-liku (Gamb. 2d). Ini adalah nama isyarat bahawa separuh daripada tempoh itu adalah sama dengan nilai maksimumnya, dan separuh lagi adalah sama dengan sifar (Rajah 2d). Baginya, nilai purata adalah sama dengan separuh amplitud. Kuasa yang hilang oleh arus bentuk ini dalam beban adalah separuh daripada kuasa dari arus terus, jadi nilai berkesan isyarat dalam kali lebih kecil daripada amplitud. Dalam kes liku dwikutub (Rajah 2e), voltan Uampl, Uav.rect dan Ueff bertepatan antara satu sama lain.

Kereta api nadi segi empat tepat (Rajah 2, f) dengan tempoh t dengan tempoh pengulangan T. Untuk isyarat sedemikian, terdapat konsep "kitaran tugas", yang biasanya dilambangkan dengan huruf Q dan ditakrifkan sebagai nisbah tempoh kepada tempoh nadi: Q = T/t. Oleh kerana arus isyarat bentuk ini bertindak Q kali lebih sedikit masa daripada arus terus, nilai purata isyarat adalah Q kali kurang daripada amplitud, dan nilai berkesan ialah kali

isyarat gigi gergaji (Rajah 2, g, h). Baginya, nilai purata (purata diperbetulkan untuk bipolar) adalah sama dengan separuh amplitud (luas segitiga adalah sama dengan separuh hasil darab tapak dan ketinggian). Untuk mengira nilai berkesan, adalah perlu untuk menentukan kawasan di bawah parabola yang menerangkan pergantungan kuasa dua isyarat pada masa. Ia tidak begitu mudah untuk mengira kawasan ini; dalam pengiraan matematik, nilai berkesan diperoleh dalam kali lebih kecil daripada amplitud.

Perhubungan yang sama juga sah untuk isyarat segi tiga (Rajah 2i), termasuk satu bipolar (Rajah 2j).

Voltan pada output pengawal nadi fasa (Rajah 2, l). Bentuknya dicirikan oleh sudut pengaliran a, yang biasanya berbeza dari 0 hingga . Nilai amplitud voltan bentuk ini ialah

purata -

berkesan -

di mana Uampl.s ialah voltan puncak rangkaian pada input pengawal selia, dan sudut a dalam formula terakhir mesti digantikan dalam radian.

Pada rajah. Rajah 3 menunjukkan kebergantungan yang diterangkan oleh formula ini.

Amplitud, purata, berkesan

Bagaimanakah alat pengukur bertindak balas terhadap bentuk gelombang yang berbeza? Kami perhatikan, pertama sekali, hampir semua penunjuk dan multimeter digital dalam mod mengukur voltan langsung dan arus menentukan nilai purata isyarat yang sedang dikaji.

Instrumen sistem elektromagnet sesuai untuk mengukur voltan dan arus berkesan - imej tanda yang sepadan diplot pada skalanya (Rajah 4, a). Peranti ini biasanya digunakan dalam pelbagai panel untuk mengawal voltan sesalur. Mereka agak mudah dan murah, tetapi menggunakan kuasa yang ketara, beroperasi dalam julat frekuensi yang sempit, dan mempunyai skala bukan linear.

Amplitud, purata, berkesan

Peranti khas untuk pengukuran tepat voltan berkesan dalam julat frekuensi yang luas adalah kompleks dan mahal.

Untuk menentukan nilai amplitud voltan, penerus diod yang dimuatkan pada voltmeter DC dan kapasitor besar biasanya digunakan (Rajah 4b). Ketepatan ukuran sedemikian adalah mencukupi untuk voltan yang jauh lebih tinggi daripada penurunan merentasi diod (kira-kira 0,6 V).

Penunjuk dan multimeter digital, apabila memantau voltan dan arus AC, tentukan purata nilai diperbetulkan dan darabkannya dengan faktor bentuk isyarat sinusoidal. Akibatnya, apabila mengukur voltan sinusoidal, kita melihat nilai berkesannya pada penunjuk peranti. Dengan sebarang bentuk isyarat lain, tafsiran hasil pengukuran dengan voltmeter AC adalah sukar.

Sebagai contoh, apabila menyambungkan voltmeter AC yang menggunakan penerus separuh gelombang dan tidak mempunyai kapasitor gandingan pada input, ia akan menunjukkan sama ada sifar atau nilai dua kali lebih tinggi daripada nilai berkesan bergantung pada kekutuban sambungan kepada keluaran penerus gelombang penuh. Jika ia disambungkan kepada keluaran penerus separuh gelombang, maka ia akan menunjukkan sama ada sifar atau voltan berkesan bagi isyarat yang tidak dibetulkan. Dalam kedua-dua kes, keputusan pengukuran tidak boleh dipercayai. Dengan kehadiran kapasitor gandingan, tafsiran bacaan adalah lebih sukar.

Oleh itu, untuk mengukur voltan unipolar berselang seli jika tiada instrumen khusus, voltmeter DC harus digunakan. Voltmeter sedemikian mengukur, seperti yang telah disebutkan, voltan purata, dan untuk mendapatkan nilai yang berkesan, bacaannya harus didarab dengan faktor bentuk. Dan untuk mendapatkan nilai amplitud, cukup berkesan untuk mendarab dengan faktor amplitud.

Mengetahui nilai amplitud voltan urutan denyutan segi empat tepat, tidak sukar untuk menentukan kitaran tugas denyutan daripada hasil pengukuran nilai purata, yang kadang-kadang sangat mudah.

Jadual menunjukkan nisbah purata dan nilai berkesan kepada amplitud, serta bentuk dan pekali amplitud untuk isyarat yang dipertimbangkan.

Pengarang: S. Biryukov, Moscow

Lihat artikel lain bahagian Radio amatur pemula.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Ancaman serpihan angkasa kepada medan magnet Bumi 01.05.2024

Semakin kerap kita mendengar tentang peningkatan jumlah serpihan angkasa yang mengelilingi planet kita. Walau bagaimanapun, bukan sahaja satelit aktif dan kapal angkasa yang menyumbang kepada masalah ini, tetapi juga serpihan dari misi lama. Bilangan satelit yang semakin meningkat yang dilancarkan oleh syarikat seperti SpaceX mewujudkan bukan sahaja peluang untuk pembangunan Internet, tetapi juga ancaman serius terhadap keselamatan angkasa. Pakar kini mengalihkan perhatian mereka kepada implikasi yang berpotensi untuk medan magnet Bumi. Dr. Jonathan McDowell dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian menekankan bahawa syarikat sedang menggunakan buruj satelit dengan pantas, dan bilangan satelit boleh meningkat kepada 100 dalam dekad akan datang. Perkembangan pesat satelit kosmik ini boleh membawa kepada pencemaran persekitaran plasma Bumi dengan serpihan berbahaya dan ancaman kepada kestabilan magnetosfera. Serpihan logam daripada roket terpakai boleh mengganggu ionosfera dan magnetosfera. Kedua-dua sistem ini memainkan peranan penting dalam melindungi atmosfera dan mengekalkan ...>>

Pemejalan bahan pukal 30.04.2024

Terdapat beberapa misteri dalam dunia sains, dan salah satunya ialah kelakuan aneh bahan pukal. Mereka mungkin berkelakuan seperti pepejal tetapi tiba-tiba bertukar menjadi cecair yang mengalir. Fenomena ini telah menarik perhatian ramai penyelidik, dan akhirnya kita mungkin semakin hampir untuk menyelesaikan misteri ini. Bayangkan pasir dalam jam pasir. Ia biasanya mengalir dengan bebas, tetapi dalam beberapa kes zarahnya mula tersekat, bertukar daripada cecair kepada pepejal. Peralihan ini mempunyai implikasi penting untuk banyak bidang, daripada pengeluaran dadah kepada pembinaan. Penyelidik dari Amerika Syarikat telah cuba untuk menerangkan fenomena ini dan lebih dekat untuk memahaminya. Dalam kajian itu, saintis menjalankan simulasi di makmal menggunakan data daripada beg manik polistirena. Mereka mendapati bahawa getaran dalam set ini mempunyai frekuensi tertentu, bermakna hanya jenis getaran tertentu boleh bergerak melalui bahan. Menerima ...>>

Berita rawak daripada Arkib

MAX77950 Penerima Kuasa Wayarles Sejagat 29.09.2018

Maxim Integrated telah mengumumkan cip baharu MAX77950, yang direka untuk mencipta penerima dalam sistem penghantaran kuasa tanpa wayar. MAX77950 mematuhi sepenuhnya piawaian pengecas wayarles WPC Low Power (v1.2) dan PMA SR1 (v2.0), bermakna ia boleh melakukan Frequency Shift Keying (FSK) bagi paket yang diterima mengikut piawaian ini.

Penyelesaian ini direka bentuk untuk melaksanakan kaedah induktif menerima tenaga dan menyediakan sehingga 12 W kuasa output. MAX77950 menampilkan tetapan arus keluaran yang tepat dan litar pengesan voltan merentasi keseluruhan julat beban.

Ciri tersendiri penyelesaian ini ialah terima kasih kepada fungsi PeerPower yang dipatenkan, cip MAX77950 boleh berfungsi sebagai peranti pemancar kuasa. Pada masa yang sama, komunikasi antara litar mikro berlaku menggunakan modulasi amplitud dalam jalur (ASK - Amplitud Shift Keying). Pengaturcaraan litar mikro dijalankan menggunakan antara muka bersiri I2C. Tetapan, status penghantaran kuasa dan semua jenis ralat dibaca melalui antara muka ini.

Papan penilaian MAX77950EVKIT tersedia untuk pesanan. Daripada dua papan nyahpepijat, anda boleh mencipta sistem peranti penerima dan pemancar. Anda boleh menjalankan dan menguji papan pembangunan menggunakan GUI.

Ciri teknikal MAX77950:

pematuhan dengan dua piawaian paling biasa di dunia untuk penghantaran kuasa tanpa wayar - WPC / PMA;
fungsi PeerPower memastikan operasi litar mikro sebagai pemancar tenaga;
voltan keluaran boleh laras dari 3.5 hingga 12.7 V dalam langkah 100 mV;
penerus jambatan penuh segerak bersepadu;
fungsi pengesanan objek asing yang boleh diprogramkan (FOD - Pengesanan Objek Asing);
pelaksanaan lebihan voltan, suhu, arus lebihan dan perlindungan litar pintas;
perumahan WLP52.

Berita menarik lain:

▪ Saraf sintetik berfungsi dalam cahaya

▪ Berehatlah

▪ Mesin basuh untuk anjing

▪ Penukar Bajet DC-DC Mean Well SPA02 dan SPB03

▪ Tumbuhan pintar akan melaporkan acuan dan radon di dalam rumah

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ LED bahagian laman web. Pemilihan artikel

▪ pasal Alam itu tidak biasa-biasa, wilayah itu belum pupus. Ungkapan popular

▪ artikel Berapa umur ibu termuda di dunia? Jawapan terperinci

▪ artikel Ketua rangkaian runcit. Deskripsi kerja

▪ artikel Kawalan pengesan logam. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Interkom bersaiz kecil. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web