- ค่าสูงสุดของรูปคลื่น AC
- ค่าทันทีของแรงดันและกระแส
- ค่าเฉลี่ยของรูปคลื่น AC
- Root Mean Square (RMS) ค่าของรูปคลื่น AC
- ฟอร์มแฟกเตอร์
- ปัจจัยยอด
ชุดวงจรไฟฟ้ากระแสสลับเหล่านี้ได้พาเราไปสู่การเดินทางซึ่งทำให้เราได้เห็นเราได้พูดคุยกันว่า AC เป็นข้อมูลเกี่ยวกับอะไรสร้างขึ้นได้อย่างไรประวัติบางส่วนแนวคิดเบื้องหลัง AC รูปคลื่นลักษณะและคุณสมบัติบางอย่าง วันนี้เราจะมาพูดถึงข้อกำหนดและปริมาณที่เกี่ยวข้องกับกระแสสลับ
ค่าสูงสุดของรูปคลื่น AC
คุณสมบัติที่สำคัญอย่างหนึ่งของรูปคลื่น AC นอกเหนือจากความถี่และช่วงเวลาคือแอมพลิจูดซึ่งแสดงถึงค่าสูงสุดของรูปคลื่นแบบสลับหรือที่รู้จักกันดีคือค่าสูงสุด
จุดสูงสุดตามที่คำหมายถึงเป็นค่าที่บรรลุได้สูงสุดโดยรูปคลื่น (หรือแรงดันไฟฟ้า) ของกระแสสลับในช่วงครึ่งรอบของรูปคลื่นที่วัดจากจุดเริ่มต้นพื้นฐานที่ศูนย์ สิ่งนี้ทำให้เรามีความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่าง AC และ DC เนื่องจากสัญญาณที่ใช้ DC เป็นสัญญาณสถานะคงที่ดังนั้นจึงรักษาแอมพลิจูดคงที่ซึ่งจะเท่ากับขนาดของกระแส DC หรือแรงดันไฟฟ้าเสมอ ในคลื่นไซน์บริสุทธิ์ค่าพีคจะเท่ากันสำหรับทั้งครึ่งรอบบวกและลบที่ทำให้ครบวงจร (+ Vp = -Vp) แต่สิ่งนี้ไม่ถือเป็นจริงสำหรับรูปคลื่นไซน์อื่น ๆ ที่ไม่มีการใช้ในการแสดงการสลับ ปัจจุบันเนื่องจากครึ่งรอบที่แตกต่างกันมักจะมีค่าสูงสุดที่แตกต่างกัน
ค่าทันทีของแรงดันและกระแส
ค่าทันทีของแรงดันไฟฟ้าสำรองหรือกระแสไฟฟ้าสลับคือค่าของกระแสหรือแรงดันไฟฟ้า ณ ช่วงเวลาใดเวลาหนึ่งระหว่างรอบของรูปคลื่น
พิจารณาภาพด้านล่าง
ค่าทันทีของแรงดันไฟฟ้าจะได้รับจากสมการ
V = Vpsin2πFt
โดยที่ Vp = ค่าของแรงดันไฟฟ้าสูงสุด
ค่าทันทีของกระแสจะได้รับจากนิพจน์ที่คล้ายกัน
ฉัน = Ipsin2πFt
ค่าเฉลี่ยของรูปคลื่น AC
ค่าเฉลี่ยหรือค่าเฉลี่ยของกระแสสลับคือค่าเฉลี่ยของค่าทันทีทั้งหมดในช่วงครึ่งรอบ เป็นอัตราส่วนของค่าทันทีทั้งหมดต่อจำนวนค่าทันทีที่เลือกระหว่างครึ่งรอบ
ค่าเฉลี่ยของรูปคลื่น AC ให้โดยสมการ
โดยที่ V1… Vn คือค่าทันทีของแรงดันไฟฟ้าในช่วงครึ่งรอบ
ค่าเฉลี่ยยังได้รับจากสมการ
Vavg = 0.637 * Vp
โดยที่ Vp คือค่าสูงสุด / ค่าพีคของแรงดันไฟฟ้าในรอบนั้น
สมการเดียวกันนี้ยังถือเป็นจริงสำหรับกระแสและสิ่งที่เราต้องทำคือสลับแรงดันไฟฟ้าในสมการสำหรับกระแส
ค่าเฉลี่ยของคลื่น AC จะวัดได้เฉพาะในช่วงครึ่งรอบด้วยเหตุผลเอกพจน์ เมื่อวัดในรอบเต็มค่าเฉลี่ยผลลัพธ์จะเท่ากับศูนย์เสมอเนื่องจากค่าเฉลี่ยของครึ่งรอบบวกจะตัดค่าของครึ่งรอบที่เป็นลบออกไปและผลลัพธ์ที่ได้จากสมการที่ระบุข้างต้นจะประเมินเป็นศูนย์.
Root Mean Square (RMS) ค่าของรูปคลื่น AC
รากที่สองของผลรวมของกำลังสองของค่าเฉลี่ยของกระแสสลับหรือแรงดันไฟฟ้าจะถูกเรียกว่ารากเฉลี่ยหรือค่า RMS ของแรงดันหรือกระแส ได้รับจากความสัมพันธ์
โดยที่ i1 ถึงแทนค่าปัจจุบันของกระแส
หรือ
โดยที่ Ip คือกระแสสูงสุดหรือสูงสุด
สมการชุดเดียวกันมีไว้สำหรับแรงดันไฟฟ้าและเราเพียงแค่ต้องแทนที่กระแสด้วยแรงดันไฟฟ้าในสมการ
ขอแนะนำให้ใช้ค่า RMS ของแรงดันและกระแสไฟฟ้าให้มากที่สุดเมื่อทำการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับกระแสสลับยกเว้นเมื่อทำการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับกำลังไฟฟ้าโดยเฉลี่ย เหตุผลนี้คือความจริงที่ว่าเครื่องมือวัดส่วนใหญ่ (หลายเมตร) ที่ใช้ในการวัดแรงดันและกระแสไฟฟ้าสลับให้เอาต์พุตเป็นค่า rms ดังนั้นให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดควรใช้ Vp เพื่อค้นหา Ip และ Vrms เพื่อค้นหา Irms และในทางกลับกันเนื่องจากปริมาณนี้แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
ฟอร์มแฟกเตอร์
อีกปริมาณหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับกระแสสลับที่เราต้องพิจารณาคือฟอร์มแฟคเตอร์
ปัจจัยที่มีรูปแบบเป็นพารามิเตอร์ที่ใช้ในการอธิบายรูปคลื่น AC และจะให้โดยอัตราส่วนระหว่างค่า RMS ปริมาณสลับและค่าเฉลี่ย
โดยที่ Vp คือแรงดันไฟฟ้าสูงสุดหรือสูงสุด
วิธีหนึ่งในการพิจารณาว่าคลื่นไซน์บริสุทธิ์นั้นมาจากรูปแบบหรือไม่ซึ่งสำหรับคลื่นไซน์บริสุทธิ์จะให้ค่า 1.11เสมอ
นอกจากนี้เรายังสามารถหาค่า Irms จากสมการด้านบนเช่น:
ฟอร์มแฟกเตอร์ = (0.707 x Vp) / (0.637 x Vp) 1.11 = Irms / Vavg Irms = 1.11 x Vavg
การประยุกต์ใช้ฟอร์มแฟคเตอร์อื่น ๆ ที่พบในมัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลที่ใช้ในการวัดกระแสไฟฟ้าสลับหรือแรงดัน โดยทั่วไปเมตรเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกปรับขนาดเพื่อแสดงค่า RMS ของคลื่นไซน์ซึ่งออกแบบมาเพื่อให้ได้มาโดยการคำนวณค่าเฉลี่ยและคูณด้วยฟอร์มแฟคเตอร์ของไซน์ (1.11) เนื่องจากการคำนวณแบบดิจิทัลอาจเป็นเรื่องยากเล็กน้อย ค่า rms ดังนั้นในบางครั้งสำหรับรูปคลื่น AC ที่ไม่ใช่รูปไซน์บริสุทธิ์การอ่านค่าจากมัลติมิเตอร์อาจคลาดเคลื่อนเล็กน้อย
ปัจจัยยอด
ปริมาณสุดท้ายที่เกี่ยวข้องกับกระแสสลับที่เราจะพูดถึงในบทความนี้คือ Crest Factor
ปัจจัยที่มียอดเป็นอัตราส่วนของค่าสูงสุดของกระแสหรือแรงดันไฟฟ้าสลับรากตารางเฉลี่ยของรูปคลื่นในทางคณิตศาสตร์มันได้รับจากสมการ
โดยที่ Vpeak คือแอมพลิจูดสูงสุดของรูปคลื่น
สำหรับคลื่นไซน์บริสุทธิ์คล้ายกับฟอร์มแฟคเตอร์เครสต์แฟคเตอร์จะคงที่ที่ 1.414เสมอ
นอกจากนี้เรายังสามารถหาค่า Irms จากสมการด้านบนเช่น:
1.414 = Vpeak / (0.707 x Vpeak) Vrms = V สูงสุด / 1.414 Vrms = 0.707 x Vpeak
ปัจจัยยอดเป็นตัวบ่งชี้ว่ายอดสูงสุดของปริมาณที่สลับกันนั้นสูงเพียงใด ตัวอย่างเช่นในกระแสตรงปัจจัยยอดจะเท่ากับ 1 เสมอซึ่งเป็นตัวบ่งชี้การขาดจุดสูงสุดในรูปคลื่นของกระแสตรง
เพื่อใช้เป็นประเด็นสำคัญด้านล่างนี้คือตารางที่แสดงปัจจัยรูปแบบและปัจจัยยอดของรูปคลื่นประเภทต่างๆที่ใช้ในการแสดงรูปคลื่น AC
