有效值 - DGSO百科
网页 图片 MP3 新闻 百科 更多

百科首页

有效值 百科内容来自于: 百度百科

有效值(Effective value)在相同的电阻上分别通以直流电流和交流电流,经过一个交流周期的时间,如果它们在电阻上所消耗的电能相等的话,则把该直流电流(电压)的大小作为交流电流(电压)的有效值,正弦电流(电压)的有效值等于其最大值(幅值)的1/√2,约0.707倍。 在正弦交流电流电中根据热等效原理,定义电流和电压的有效值为其瞬时值在一个周期内的方均根值。

详细内容

(1)有效值也称为方均根值
(2)正弦量的有效值等于其最大值被2的平方根去除。
(3)非正弦量的有效值,等于它的直流分量、基波和各高次谐波有效值平方和的平方根值(还有一种定义方式,将直流分量、基波定义分别为零次谐波和一次谐波。在这个前提下,非正弦量的有效值就等于它的各次谐波有效值平方和的平方根值)。

电流热效应

有效值是根据电流热效应来规定的,让一个交流电流和一个直流电流分别通过阻值相同的电阻,如果在相同时间内产生的热量相等,那么就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值。
在电工技术中,有时并不需要知道交流电的瞬时值,而规定一个能够表征其大小的特定值——有效值,其依据是交流电流和直流电流通过电阻时,电阻都要消耗电能(热效应)。

常见测量方法

  1. 峰值检测法
    用峰值检测电路测量信号峰值,再除以波峰因数(1.414),得到信号有效值。
    特点:仅适合正弦波。
  2. 整流平均法
    对测量信号进行全波整流,然后用积分电路求得信号的平均值,再乘以波形因数(1.1107),得到信号有效值。
    特点:仅适合正弦波。
  3. 采用真有效值测量电路直接测量信号的真有效值。
    特点:适应任意波形。
  4. FFT变换法
    先对信号进行高速采样,然后用FFT对其进行分析,得出直流分量、基波和各次谐波的有效值,再求它们平方和的平方根,最后得出信号的有效值。
    特点:适合任意波形。不但可得出信号的有效值,还可以得出直流分量,基波和各次谐波的有效值。

应用实例

设正弦交流电流 i( t)在一个周期 T时间内,使一电阻 R消耗的电能为 QR,另有一相应的直流电流 I在时间 T内也使该电阻 R消耗相同的电能,即 QR = I2RT。就平均对电阻作功的能力来说,这两个电流( iI)是等效的,则该直流电流 I的数值可以表示交流电流 i( t)的大小,于是把这一特定的数值 I称为交流电流的有效值。理论与实验均可证明,正弦交流电流 的有效值 I等于其振幅(最大值) Im的0.707倍。
例如正弦交流电流 i = 2sin( wt - 30°) A的有效值I =
=2×0.707 = 1.414 A,如果交流电流 i 通过R = 10欧姆的电阻时,在一秒时间内电阻消耗的电能(又叫做平均功率)为P = IR= 20 W,即与I = 1.414 A的直流电流通过该电阻时产生相同的电功率。
我国工业和民用交流电源电压的有效值为220 V、频率为50Hz,因而通常将这一交流电压简称为工频电压。
因为正弦交流电的有效值与最大值(振幅值)之间有确定的比例系数,所以有效值、频率、初相这三个参数也可以合在一起叫做正弦交流电的三要素。