darblapas

Peak, vidējais un RMS mērījumi

Secret War in Laos Documentary Film: Laotian Civil War and U.S. Government Involvement (Decembris 2018).

Anonim

Peak, vidējais un RMS mērījumi

AC elektriskās shēmas


jautājums 1

Kā pastāvīgi mainās mainīgais sprieguma vai strāvas (piemēram, "120 voltu") vērtība, kas pārsniedz 0 voltus un apgriezta polaritāte "# 1"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Mēs varam izmērīt maiņstrāvas un strāvas daudzumus maksimuma, pīķa, vidējā vai RMS izteiksmē.

Piezīmes:

Pirms jūs apspriest RMS vērtības ar saviem skolēniem, ir svarīgi iekļaut pamatjēdzienu par to, kā piešķirt fiksētas vērtības daudzumiem, kas mainās laika gaitā. Tā kā AC viļņu forma ir cikliska (atkārtota), tas nav tik grūti izdarīt, kā varētu domāt.

2. jautājums

Pieņemsim, ka līdzstrāvas avots ar 50 voltu spriegumu ir savienots ar 10 Ω slodzi. Cik daudz jaudas šo slodzi izkliedēs?

Tagad pieņemsim, ka tāda pati 10 Ω slodze ir pievienota sinusoidālajam maiņstrāvas avotam ar maksimālo spriegumu 50 volti. Vai slodze izkliedēs tikpat lielu jaudu, lielāku jaudu vai mazāk enerģijas? Paskaidrojiet savu atbildi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

50 volti DC, ko uz 10 Ω slodzi, izkliedēs 250 vatus no jaudas. 50 volti (maksimālais, sinusoidālais) AC piegādās mazāk par 250 vatiem vienai slodzei.

Piezīmes:

Ir daudz analoģiju, lai izskaidrotu šo neatbilstību starp diviem "50 voltu" avotiem. Viens ir salīdzināt fizisko piepūli personai stumšanas ar pastāvīgu spēku 50 mārciņas, salīdzinot ar kādu, kurš ar laiku paātrinātai nospiešanai tikai ar maksimālo spēku 50 mārciņas.

3. jautājums

Pieņemsim, ka maiņstrāvas maiņstrāvas avots tiek noregulēts, līdz tas izkliedē tādu pašu enerģijas daudzumu standarta slodzes pretestībā kā sprieguma avots ar 120 voltu jaudu:

Šajā vienādās jaudas izkliedes stāvoklī, cik liels spriegums ir maiņstrāvas barošanas avota izvade "# 3"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

120 voltu AC RMS pēc definīcijas .

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem: "cik maksimālais spriegums ir maiņstrāvas avota izvade? Vairāk vai mazāk par 120 voltiem? "

Ja kāds no saviem skolēniem apgalvo, ka maksimālais spriegums ir aprēķināts 169, 7 volti, jautājiet viņiem, kā viņi ieradās pie atbildes. Tad jautājiet, vai šī atbilde ir atkarīga no viļņu formas (tas notiek!). Ņemiet vērā, ka jautājumā nav norādīta "sinusoidāla" viļņu forma. Reālistiski jaudas regulējams sprieguma maiņstrāvas avots, iespējams, būs sinusoīds, to darbina no komutatora maiņstrāvas avota, taču tas var būt atšķirīgs vilnim atkarībā no avota īpašībām!

4. jautājums

Nosakiet šīs sinusoidālās viļņu formas RMS amplitūdu, ko parāda osciloskops ar vertikālo jutību 0, 2 volti vienā sadalījumā:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Šī viļņu formas RMS amplitūda ir aptuveni 0, 32 volti.

Piezīmes:

Studentiem ir pareizi interpretēt osciloskopa displeju, pēc tam pareizi konvertēt uz RMS vienībām, lai iegūtu pareizu atbildi uz šo jautājumu.

5. jautājums

Nosakiet šī kvadrātveida viļņa signāla RMS amplitūdu, ko parāda osciloskops ar vertikālo jutību 0, 5 volti vienā sadalījumā:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

VNS formas amplitūda ir 0, 5 volti.

Piezīmes:

Daudzi elektronikas studenti, ar kuriem esmu sarunājies, šķiet, domā, ka VMS vērtība vienmēr ir ((√2) / 2), neatkarīgi no viļņu spiediena. Nav taisnība, par ko liecina atbilde uz šo jautājumu!

Lai iegūtu pareizu atbildi uz šo jautājumu, studentiem ir pareizi jāatspoguļo osciloskopa displejs. "Konversijas" uz RMS vienībām patiešām nav, bet es vēlos, lai skolēni varētu izskaidrot, kāpēc tas ir, un ne tikai iegaumēt šo faktu.

6. jautājums

Pieņemsim, ka divi voltmetri ir savienoti ar maiņstrāvas avota avotu dzīvesvietā, viens metrs ir analogs (D'Arsonval PMMC metru kustība), bet otra ir taisnība - RMS ciparu. Viņi abi reģistrē 117 voltus, kamēr tas ir pievienots šim maiņstrāvas avotam.

Pēkšņi lielā elektriskā slodze tiek ieslēgta kaut kur sistēmā. Šī slodze samazina strāvas spriegumu un nedaudz izkropļo vilnim raksturīgo formu. Kopējā tā ietekme ir vidējais maiņstrāvas spriegums, no kurienes tas ir samazinājies par 4, 5%, savukārt RMS spriegums ir samazinājies par 6% no tā, kur tas bija. Cik daudz sprieguma katru voltmetru reģistrē tagad "# 6"> Atklāj atbildi Slēpt atbildi

Analogais voltmetrs tagad reģistrē: 111, 7 volti

True-RMS digitālais voltmetrs tagad reģistrē: 110 volti

Piezīmes:

Dažreiz skolēniem ir grūti saprast, kā PMMC mērītāju kustības ir "vidēji reaģējošas", nevis RMS atbildes. Cerams, ka atbilde uz šo jautājumu palīdzēs izgaismot šo tēmu vairāk.

7. jautājums

Elektromehāniskais ģenerators (maiņstrāvas ģenerators) un DC-DC pārveidotājs gan izvada to pašu RMS spriegumu, gan nodrošina tādu pašu elektroenerģijas daudzumu divām identiskām slodzēm:

Tomēr, mērot ar analogo voltmetru, invertera izejas spriegums nedaudz pārsniedz alternatora izejas spriegumu. Izskaidrojiet šo mērījumu neatbilstību.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Elektromehāniskie ģeneratori dabiski rada sinepju viļņu formas. Daudziem DC-AC invertoriem nav.

Piezīmes:

Atcerieties, ka lielākā daļa analogo skaitītāju kustības dizainu atbilst vidējai vilnim, nevis tās RMS vērtībai. Ja proporcija starp viļņu formas vidējo un RMS vērtībām mainās, relatīvās norādes par patiesā RMS instrumentu un vidējo (kalibrētu lasīt RMS) instrumentu arī mainīsies.

8. jautājums

Vai analogās AC skaitītāja kustības novirze ir proporcionāla viļņu pīķa, vidējās vai RMS vērtībai, kas izmērīta ar simbolu "# 8"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

Analogā mērītāja novirze ir proporcionāla izmērītās AC frekvences vidējai vērtībai lielākajā daļā maiņstrāvas mērītāja kustības veidu. Tomēr ir daži metru kustības modeļi, kas dod norādes, kas ir proporcionālas viļņu formas RMS vērtībai: karstās stieples un elektrodinamometra kustības ir šāda veida.

Sekojošais jautājums: vai tas nozīmē, ka vidējā mēroga rādītāju kustība nevar tikt kalibrēta, lai norādītu RMS vienībās?

Izaicinājuma jautājums: kāpēc karstās stieples un elektrodinamometra skaitītāja kustības sniedz patiesas RMS norādes, bet lielākā daļa citu kustības dizainu norāda, pamatojoties uz signāla vidējo vērtību?

Piezīmes:

Studenti bieži sajauc terminu "vidējais" un "RMS", uzskatot, ka tie ir savstarpēji aizstājami. Apspriediet starpību starp šiem diviem jēdzieniem gan matemātiski, gan praktiski. Lai gan sākotnēji koncepti var šķist līdzīgi, informācija patiešām ir pavisam citāda.

Jautājums par to, vai vidēji reaģējošu instrumentu var kalibrēt, lai reģistrētos RMS vienībās, ir ļoti praktiski, jo lielākā daļa multimetru tiek kalibrēti šādā veidā. Tā kā AC frekvenču viļņu vidējās un RMS vērtības proporcionalitāte ir atkarīga no viļņa formas formas, lai precīzi kalibrētu vidējo rādītāju kustību RMS mērīšanai, jāņem vērā noteikta viļņu forma. Pieņemtais viļņu forma, protams, ir sinusoidāla.

9. jautājums

Aprēķinot vadu izmēru, kas vajadzīgs, lai pārvadātu maiņstrāvu ar lieljaudas slodzi, kāda veida mērījumus vislabāk izmantot pašreizējiem: maksimālā, vidējā vai RMS? Izskaidro kapec.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

RMS strāva ir vispiemērotākais mērījumu veids, lai aprēķinātu stieples lielumu.

Piezīmes:

Iespēja atbildēt uz šo jautājumu ir šāds: kas faktiski notiek, ja ir pārsniegts diriģenta ampātijas vērtējums? Kāpēc precīzi, vai diriģenti vispār ir slikti?

Ir svarīgi, lai studenti atpazītu RMS mērījumu vērtību: kāpēc mēs tos lietojam un kādos pielietojumos tie ir vispiemērotākais mērījumu veids, ko izmantot noteiktos aprēķinos? Jautājiet saviem skolēniem, kādi citi lietojumi vislabāk varētu izmantot RMS spriegumu un strāvas mērījumus, nevis maksimālo vai vidējo.

10. jautājums

Aprēķinot izolatoru biezumu augstsprieguma maiņstrāvas elektropārvades līnijām, kāda veida mērījumus vislabāk izmantot spriegumam: maksimālais, vidējais vai RMS? Izskaidro kapec.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Maksimālais spriegums ir vispiemērotākais mērījuma veids, lai aprēķinātu izolatora biezumu. Iemesls, kādēļ tas ir saistīts ar laiku, kas vajadzīgs, lai izolators varētu "pārspēt".

Piezīmes:

Cieši saistīts priekšmets ir izolatora sadalījums vai dielektriskā izturība . Kas patiesībā notiek, ja tiek pārsniegts izolatora dielektriskās izturības vērtējums?

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →