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真假美猴王—如何區(qū)分有效值和整流平均值

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ID:111475 發(fā)表于 2016-3-31 14:25 | 只看該作者 回帖獎(jiǎng)勵(lì) |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
摘要

西游記中孫悟空和六耳獼猴真假難辨,著實(shí)為難了唐僧和各路神仙,最后還是靠佛祖慧眼識(shí)金。在電子工程上也有一對(duì)兄弟,一個(gè)叫真有效值(RMS)、一個(gè)叫整流平均值(RMN)?赐赀@篇文章,其實(shí)它們比真假美猴王容易區(qū)分多了。


一、真有效值的推導(dǎo)

真有效值簡(jiǎn)單而言即代表此一交流電相當(dāng)于多大數(shù)值的直流電所做的功,一真有效值為10V的交流電與一10V的直流電對(duì)相同的負(fù)載在相同的時(shí)間下所做的功相同。



這個(gè)電壓即為交流電的有效值,因其計(jì)算過(guò)程為先將周期函數(shù)平方,再積分求出面積除以周期(即計(jì)算平均值的意思),最后開(kāi)根號(hào),所以又稱均方根值,簡(jiǎn)稱RMS。

二、整流平均值的推導(dǎo)

整流平均值簡(jiǎn)單而言即代表此一交流電在全波整流后相同時(shí)間內(nèi)波形圍出的面積與多大數(shù)值直流圍出的面積一致。




三、真有效值和整流平均值的異同

在西游記中唐僧的緊箍咒、天王的照妖鏡都不能分辨出真假美猴王。那么我們平常所接觸到的各類電信號(hào)是否能區(qū)分真有效值和整流平均值呢?

首先說(shuō)一說(shuō)方波,假定幅值是 。按照上文所述,在計(jì)算有效值時(shí)帶入公式:


在計(jì)算整流平均值時(shí),由于做了全波整流處理,幅值是V_m的方波已經(jīng)整流成為幅值是V_m的直流電,故整流平均值也為V_m。也就是說(shuō)方波信號(hào)的真有效值和整流平均值是相等的。


圖1  方波波形

下面再說(shuō)一說(shuō)正弦信號(hào),假設(shè)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)正弦電壓為V_msin(t)、周期T為π,帶入兩個(gè)公式分別得到

真有效值:



整流平均值:


可見(jiàn)對(duì)于正弦交流電,整流平均值不等于真有效值。


圖2  正弦波波形

四、總結(jié)
可見(jiàn)大多數(shù)電信號(hào)的真有效值和整流平均值并不相等,當(dāng)信號(hào)被整流平均后,其交流分量都被過(guò)濾掉了,因此損失了能量。所以整流平均值一般小于真有效值。說(shuō)到這里相信讀者朋友們?cè)僖膊粫?huì)分不清這對(duì)真假美猴王了。

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