משרעת, ממוצעת, יעילה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

משרעת, ממוצעת, יעילה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / חובב רדיו מתחיל

המאמר מוקדש להשפעה של צורת הזרם החשמלי על פעולתו. זה גם מדבר על מדידת המתח והזרם של צורות גל חשמליות שונות.

קודם כל, יש לזכור שזרם חשמלי לסירוגין, ללא קשר לצורתו, מאופיין בערכי משרעת Iampl (שם נרדף למקסימום), Iav ממוצע ו-Ieff יעיל (rms, יעיל). השפעת הזרם על עומסים שונים כאשר צורתו משתנה משתנה בדרכים שונות.

לדוגמה, זרם הטעינה של סוללה במהלך המעבר מתיקון גל מלא לתיקון חצי גל בודד מצטמצם בחצי. אם העומס של המיישר הוא תנור חימום, עם שינוי כזה בצורת, לא הזרם, אלא ההספק מצטמצם בחצי. מכיוון שכפי שאתה יודע, ההספק P פרופורציונלי לריבוע הזרם (P \u2d IXNUMXR), אז עבור תיקון חצי גל, הזרם אינו פוחת בחצי, אלא ב פַּעַם! כדי למנוע סתירות כאלה, המושגים לעיל מוצגים.

הראשונה מבין שלוש הכמויות המאפיינות זרם חילופין היא שלה ערך שיאe Iampl. זה שווה לערך המיידי המרבי של הזרם לתקופת השינוי שלו. באופן מוזר, מנקודת המבט של ההשפעה של צורות שונות של זרם על עומסים שונים, משרעת הזרם היא הכי פחות אינפורמטיבית. לכן ערכו של זרם חילופין נקבע על ידי השוואת פעולתו לזו של זרם ישר.

ממוצע הערך של זרם חילופין הוא הערך של זרם ישר כזה הנושא את אותו מטען חשמל באותו פרק זמן כמו זרם חילופין. לזרם חילופין שצורתו סימטרית על ציר הזמן (לדוגמה, אות סינוסואידאלי), הערך הממוצע של הזרם הוא אפס. לכן, הערך הממוצע מובן בדרך כלל כממוצע מתוקן, כלומר, הערך הממוצע של הזרם לאחר תיקון. הערך הממוצע של הזרם מאפיין את פעולתו, למשל בעת טעינת סוללה.

יָעִיל הערך של זרם חילופין הוא הערך של זרם ישר, שעובר דרך עומס ליניארי פעיל (נגיד, נגד), משחרר את אותה כמות חום באותו פרק זמן כמו שזרם החילופין ישתחרר בעומס זה. הערך האפקטיבי של הזרם הוא שחשוב ביחס למכשירי חימום.

כדי לאפיין את צורת האותות המחזוריים, מוצגים שני פרמטרים: גורם המשרעת ka=Iampl/Ieff וגורם הצורה kf=Ieff/Iav.rect.

עם צורת הגל הנפוצה ביותר - סינוסואידלית - הערכים הנחשבים הם:

מבחינה גרפית, הערך הממוצע של זרם חילופין הוא השטח מתחת לעקומה המאפיין את תלות הזרם בזמן. הערך האפקטיבי מתאים לשורש הריבועי של השטח מתחת לעקומה המתארת את התלות של ריבוע הזרם בזמן. על איור. 1 מציג גרפים עבור אות סינוסואידאלי קונבנציונלי I(t)/Iampl והריבוע שלו (I(t)/Iampl)2. מהשוואת הגרפים ניתן לראות שריבוע הזרם (וההספק המיידי פרופורציונלי אליו) פועם בתדר כפול בהשוואה לזרם. בנוסף, הסטייה של עקומת ריבוע הזרם ביחס לקו ברמה של 0,5 למעלה ולמטה זהה. כאשר מחשבים את השטח מתחת לעקומה זו, הסטיות מפוצות, כלומר חצי מהשטח מתחת לקו הישר המאפיין זרם ישר. מכיוון שהערך האפקטיבי של הזרם פרופורציונלי לשורש הריבועי של השטח, ברור שהוא נמצא בפנים פחות מערך המשרעת של הזרם.

משרעת, ממוצעת, יעילה

לרוע המזל, לא ניתן לקבוע את השטח מתחת לסינוסאיד I(t) / Iampl ללא ידיעת החשבון האינטגרלי, תצטרכו להאמין ביחסים לעיל.

עבור המתח של אות חשמלי מתחלף, ישנם אותם ערכי מאפיינים כמו עבור הזרם - משרעת Uampl, Uav ממוצע ו-Ueff יעיל. היחס ביניהם זהה. עם מתח רשת אפקטיבי של 220 וולט, מתח המשרעת הוא 311 וולט, המתח המיושר הממוצע הוא 198 וולט.

בפועל, חובב רדיו צריך להיפגש עם אותות חשמליים בצורות שונות. בואו נשקול כמה מהם.

מתח סינוסואידי (איור 2, א) עם יישור גל מלא (איור 2, ב) שומר על המאפיינים שלו, והמתח הממוצע הופך להיות שווה בהחלט לממוצע המיושר.

משרעת, ממוצעת, יעילה

נאמר לעיל כי עם יישור חצי גל בודד (איור 2, ג), ערך המתח הממוצע יורד בחצי בהשוואה לתיקון הגל המלא, והערך האפקטיבי יורד בפקטור של. קל להבין שאם בבקר כוח כלשהו מועבר לעומס אחד מתוך N חצאי מחזורים, המתח הממוצע יורד פי N פי N (ההספק בעומס יורד באותה כמות), והמתח האפקטיבי - על ידי פעמים.

לְשׁוֹטֵט (איור 2ד). זהו שמו של אות שמחצית אחת מהתקופה שווה לערכה המקסימלי, והחצי השני שווה לאפס (איור 2ד). מבחינתו, הערך הממוצע שווה למחצית המשרעת. ההספק המופץ על ידי הזרם של צורה זו בעומס הוא מחצית מההספק מזרם ישר, כך שהערך האפקטיבי של האות ב פעמים קטן מהמשרעת. במקרה של פיתול דו-קוטבי (איור 2e), המתחים Uampl, Uav.rect ו-Ueff חופפים זה לזה.

רכבת דופק מלבנית (איור 2, ו) עם משך t עם תקופת חזרה T. עבור אות כזה קיים המושג "מחזור עבודה", שמסומן בדרך כלל באות Q ומוגדר כיחס בין התקופה ל משך הדופק: Q = T/t. מכיוון שזרם האות של צורה זו פועל Q פעמים פחות מזרם ישר, הערך הממוצע של האות קטן פי Q מהמשרעת, והערך האפקטיבי הוא פעמים.

אות שן מסור (איור 2, ז', ח). מבחינתו, הערך הממוצע (הממוצע המיושר עבור דו-קוטבי) שווה למחצית המשרעת (שטח המשולש שווה למחצית המכפלה של הבסיס והגובה). כדי לחשב את הערך האפקטיבי, יש צורך לקבוע את השטח מתחת לפרבולה המתארת את התלות של ריבוע האות בזמן. זה לא כל כך קל לחשב את השטח הזה; בחישוב מתמטי, הערך האפקטיבי מתקבל ב פעמים קטן מהמשרעת.

אותו קשר תקף גם לאות משולש (איור 2i), כולל דו-קוטבי (איור 2j).

המתח במוצא של בקר הפאזה-פולס (איור 2, l). צורתו מאופיינת בזווית ההולכה a, שבדרך כלל יכולה להשתנות מ-0 עד . ערך המשרעת של המתח של צורה זו הוא

ממוצע -

יעיל -

כאשר Uampl.s הוא מתח השיא של הרשת בכניסה של הרגולטור, ויש להחליף את הזווית a בנוסחה האחרונה ברדיאנים.

על איור. איור 3 מציג את התלות המתוארות בנוסחאות אלו.

משרעת, ממוצעת, יעילה

כיצד מגיבים מכשירי מדידה לצורות גל שונות? נציין, קודם כל, שכמעט כל המצביע והמולטימטרים הדיגיטליים במצב של מדידת מתח ישר וזרם קובעים את הערך הממוצע של האות הנבדק.

מכשירים של המערכת האלקטרומגנטית מתאימים למדידת המתח והזרם האפקטיביים - תמונה של הסימן המתאים משורטטת על קנה המידה שלהם (איור 4, א). התקנים אלה משמשים בדרך כלל בפאנלים שונים כדי לשלוט במתח החשמל. הם פשוטים וזולים יחסית, אך צורכים כוח משמעותי, פועלים בטווח תדרים צר, ובעלי קנה מידה לא ליניארי.

משרעת, ממוצעת, יעילה

מכשירים מיוחדים למדידה מדויקת של המתח האפקטיבי בטווח תדרים רחב הם מורכבים ויקרים.

כדי לקבוע את ערך המשרעת של המתח, משתמשים בדרך כלל במיישר דיודה הטעון על מד מתח DC וקבלים גדולים (איור 4b). הדיוק של מדידה כזו מספיק למתח הגבוה בהרבה מהנפילה על פני הדיודה (כ-0,6 וולט).

מצביע ומולטימטרים דיגיטליים, בעת ניטור מתח וזרם AC, קובעים את הערך המיושר הממוצע ומכפילים אותו בגורם הצורה של האות הסינוסואידאלי. כתוצאה מכך, בעת מדידת מתח סינוסואיד, אנו רואים את הערך האפקטיבי שלו על מחוון המכשיר. עם כל צורה אחרת של אותות, הפרשנות של תוצאות המדידות עם מד מתח AC היא קשה.

לדוגמה, כאשר מחברים מד מתח AC המשתמש במיישר חצי גל ואין לו קבל צימוד בכניסה, הוא יראה אפס או ערך גבוה פי שניים מהערך האפקטיבי בהתאם לקוטביות החיבור ל- פלט של מיישר גל מלא. אם הוא מחובר ליציאה של מיישר חצי גל, הוא יראה אפס או את המתח האפקטיבי של האות הלא מתוקן. בשני המקרים, תוצאות המדידה אינן אמינות. בנוכחות קבל צימוד, הפרשנות של הקריאות קשה עוד יותר.

לכן, כדי למדוד מתח חד קוטבי לסירוגין בהיעדר מכשירים מיוחדים, יש להשתמש במד מתח DC. מד מתח כזה מודד, כאמור, את המתח הממוצע, וכדי לקבל ערך אפקטיבי יש להכפיל את קריאותיו בגורם הצורה. וכדי לקבל את ערך המשרעת, זה מספיק יעיל כדי להכפיל בגורם המשרעת.

לדעת את ערך המשרעת של המתח של רצף של פולסים מלבניים, לא קשה לקבוע את מחזור העבודה של הפולסים מהתוצאה של מדידת הערך הממוצע, שלעתים היא נוחה מאוד.

הטבלה מציגה את היחסים בין הערכים הממוצעים והיעילים למשרעת, כמו גם את מקדמי הצורה והמשרעת עבור האותות הנחשבים.

מחבר: S. Biryukov, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף חובב רדיו מתחיל.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

כסאות גלגלים לנהיגה עצמית בשדה התעופה 15.05.2019

נמל התעופה הבינלאומי נריטה בטוקיו, יפן יתחיל להשתמש במגוון של כסאות גלגלים חשמליים לנהיגה עצמית. בעזרת תוכנות מיוחדות ינווטו כסאות גלגלים באופן עצמאי בבניין שדה התעופה.

יש די הרבה תנועה בשדה התעופה, מה שיכול להיות קשה במיוחד עבור אנשים מבוגרים ואנשים עם מוגבלויות. כדי לפתור בעיה זו, חברת התעופה הגדולה ביפן, All Nippon Airways, עובדת על הזדמנויות חדשות לניידות בנמל תעופה בשיתוף עם פנסוניק.

תוצאה מוקדמת של העבודה היא כיסאות גלגלים רובוטיים חשמליים שייבחנו בנמל התעופה הבינלאומי נריטה בטוקיו: הם ישתמשו בתוכנה מיוחדת שתאפשר להם לנוע באופן עצמאי בבניין נמל התעופה, תוך הימנעות מהתנגשויות עם אנשים ומכשולים בדרך ליעדם. .

בתחילת הבדיקה, כיסאות גלגלים אוטומטיים ילוו על ידי עובדי חברת התעופה.

עוד חדשות מעניינות:

▪ התגלתה צורה חדשה של מגנטיות

▪ קירור שבב עם מאוורר פלזמה

▪ מודולי Bluetooth 5.0 חדשים מבית STMicroelectronics

▪ אופטימיות אינה אינהרנטית מלידה

▪ מעבד תמונה וחזון NU3000 אינואיטיבי

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק באתר רכב. מבחר מאמרים

▪ מאמר אינדוקציה אלקטרומגנטית. היסטוריה ומהות הגילוי המדעי

▪ מאמר ממה עשויים מטאורים? תשובה מפורטת

▪ מאמר ביגוד מיוחד וציוד מגן אישי

▪ מאמר שמנים לשיער. מתכונים וטיפים פשוטים

▪ כתבה המטבע מתהפך בכף ידך. פוקוס סוד

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר