cùng nhau học điện tử:khái niệm về giá trị "hiệu dụng","trung bình"

[voduychau]

cái này tớ nghĩ khá nhiều giảng viên ĐH tránh né khi giải thích cho SV,chỉ đưa ra công thức,đại loại như với tín hiệu Sin thì lấy cực đại chia căn 2 sẽ ra hiệu dụng,còn tín hiệu bất kỳ thì lấy tích phân gì đó...,nhưng ý nghĩa vậy lý của đại lượng Hiệu dụng là thế nào?mong các cao thủ ra tay!

tớ xí phần dễ nhất:muốn hiểu giá trị trung bình là gì,chúng ta hình dung tín hiệu như là miếng phomat lồi lõm,ta lấy con dao phết qua phết lại cho phẳng,như vậy phần cao hơn sẽ "bù qua sớt lại" cho phần thấp hơn,thế là có trị trung bình.Khi tính toán cụ thể thì các bạn chịu khó xem công thức của nó trong sách,có rất nhiều sách đề cập đến công thức này.

thân ái!

[toymaker]

Giá trị hiệu dụng là giá trị trung bình về tỏa nhiệt trên 1 tải thuần trở.
Ví dụ : dòng điện có giá trị hiệu dụng 2 ampe có nghĩa là dòng điện đó - dù là AC hay DC - nếu chạy qua tải thuần trở nó sẽ làm cho điện trở đó nóng tương đương với một dòng điện bằng phẳng 2 ampe.
Ví dụ khác là điện áp 220Vac của nhà đèn, nếu đấu vào một bóng đèn tròn, nó sẽ sáng tương đương một điện áp DC bằng phẳng 220V.
Về mặt toán học, do công suất tỏa nhiệt tỷ lệ với bình phương (của áp hoặc dòng) nên giá trị hiệu dụng bằng căn bậc 2 của trung bình bình phương.
Ví dụ : xét xung vuông từ mạch đa hài có thời gian phần +5V bằng với thời gian phần 0V.
Giá trị trung bình : (5V+0V)/2 = 2,5V.
Giá trị hiệu dụng : sqrt[(5X5 + 0)/2] = 3,5355V.

[voduychau]

cách giải thích này chưa rõ lắm và cũng không đúng với tải bất kỳ,tần số bất kỳ và...dạng sóng bất kỳ

mời các bạn bổ sung tiếp

[toymaker]

Trị hiệu dụng là căn bậc hai của trung bình bình phương, thường viết tắt là RMS (root mean square) là đúng với mọi dạng sóng và tần số, kể cả 1 chiều.
Theo định nghĩa "Giá trị hiệu dụng là giá trị trung bình về tỏa nhiệt trên 1 tải thuần trở" nên người ta chỉ xét trị hiệu dụng khi cần tính đến công suất nhiệt trên R mà thôi, ví dụ tính phát nóng trên dây dẫn chẳng hạn.

[cô nhóc]

Trị số trung bình:
Ý nghĩa toán học: các anh lấy tích phân của hàm điện thế (dòng điện) xác định trong 1/2 chu kỳ dương, rồi chia cho 1/2 chu kỳ đó. Dù hàm bất kỳ cũng làm như thế mà thôi.
Ý nghĩa hình học: các anh tìm một hình chữ nhật có chiều dài = 1/2 chu kỳ, có diện tích bằng với diện tích hợp bởi đường biểu diễn điện thế 1/2 chu kỳ dương và trục x. Chiều rộng của hình chữ nhật là trị số trung bình.
Ý nghĩa cơ học: như anh Châu đã nói.

Thông thường điện AC có trị số trung bình =0. Nhưng trong đo lường, người ta muốn đo AC bằng khung quay DC, nên phải tính trị số trung bình của 1/2 chu kỳ thôi (dùng mạch chỉnh lưu) Do đó trị số U tb sẽ khác 0. Đối với điện hình sin, trị số trong bình và trị số hiệu dụng chênh lệch nhau 1 hệ số 1,1.

Đa số các đồng hồ đo điện AC đều đo trị số trung bình, rồi hiệu chỉnh với hệ số trên để hiển thị trị số hiệu dụng. Các đồng hồ đo trị số hiệu dụng rất đắt tiền (các anh thấy cái digital voltmetter nào có ghi True RMS là chính ảnh).

[cô nhóc]

Nhóc xin bổ sung một tý: Nếu hàm quá phức tạp nhiều phần âm dưong lẫn lộn, thì các anh lấy trung bình của trị số tuyệt đối.

[cô nhóc]

Trị số hiệu dụng:
Các anh lấy tích phân xác định của bình phương điện áp (hoặc dòng điện), chia cho độ dài của chu kỳ sẽ có trung bình bình phương. Rút căn số trung bình bình phương sẽ có trị số hiệu dụng.
Về mặt vật lý: Các anh cho dòng điện đó đi qua 1 điện trở, sẽ có được 1 công suất tỏa nhiệt. Các anh tòm dòng một chiều nào cũng có công suất tỏa nhiệt y như vậy. Trị số của dòng DC đó chính là trị số hiệu dụng của dòng AC.

Các máy đo kiểu điện từ, góc quay tỷ lệ với bình phương dòng điện, nên cũng là một hàm của RMS. Trong khi máy đo kiểu từ điện góc quay sẽ là hàm của dòng trung bình.

Máy đo số, muốn có true RMS, phải sử dụng thuật toán mới tính ra.

Hi hi. Cái này nhóc chưa được học. Các anh giải thích thêm cho nhóc đi.

[opendoor2507]

Trị số hiệu dụng:
Các anh lấy tích phân xác định của bình phương điện áp (hoặc dòng điện), chia cho độ dài của chu kỳ sẽ có trung bình bình phương. Rút căn số trung bình bình phương sẽ có trị số hiệu dụng.
Về mặt vật lý: Các anh cho dòng điện đó đi qua 1 điện trở, sẽ có được 1 công suất tỏa nhiệt. Các anh tòm dòng một chiều nào cũng có công suất tỏa nhiệt y như vậy. Trị số của dòng DC đó chính là trị số hiệu dụng của dòng AC.

Các máy đo kiểu điện từ, góc quay tỷ lệ với bình phương dòng điện, nên cũng là một hàm của RMS. Trong khi máy đo kiểu từ điện góc quay sẽ là hàm của dòng trung bình.

Máy đo số, muốn có true RMS, phải sử dụng thuật toán mới tính ra.

Hi hi. Cái này nhóc chưa được học. Các anh giải thích thêm cho nhóc đi.

Khá khá, nhưng vẫn chưa bằng chị Trang em ạ, chị ấy viết sáng sủa hơn em nhiều

[cô nhóc]

Khá khá, nhưng vẫn chưa bằng chị Trang em ạ, chị ấy viết sáng sủa hơn em nhiều

Hi hi. Sao anh Mở Cửa cứ thích đưa em ra so với bà chị 3T thế nhỉ?
Nhóc chỉ là nhóc thôi. Chẳng là gì khác.

[voduychau]

Hi hi. Sao anh Mở Cửa cứ thích đưa em ra so với bà chị 3T thế nhỉ?
Nhóc chỉ là nhóc thôi. Chẳng là gì khác.

để anh bật mí chút nha,nhóc không phải chỉ là nhóc,mà còn là emgainghichdien,quậy tưng forum hiện đại hóa.Bây giờ vào đây phải cẩn trọng nhé!

[cô nhóc]

Bây giờ vào đây phải cẩn trọng nhé!

Hi hi. Anh Châu bắt nạt ma mới nha.

Ủa, cái mà anh nói đến là kí rì vậy hả anh Châu?

[falleaf]

Anh T nhà em nhớ chị 3T quá rồi, nên gặp ai cũng đem so với chị 3T đấy thôi em ạ. Anh thì không quan tâm em là 3T hay nT, nhưng mà cứ có bất kỳ một người nào có được cái phong cách làm việc đó thì anh sẽ rất nể phục.

Anh chỉ biết nói cố gắng em nhé. Chị 3T là chị 3T, em là em, nhớ điều đó là được.

Chúc vui

[cô nhóc]

Anh T nhà em nhớ chị 3T quá rồi, nên gặp ai cũng đem so với chị 3T đấy thôi em ạ. Anh thì không quan tâm em là 3T hay nT, nhưng mà cứ có bất kỳ một người nào có được cái phong cách làm việc đó thì anh sẽ rất nể phục.

Anh chỉ biết nói cố gắng em nhé. Chị 3T là chị 3T, em là em, nhớ điều đó là được.

Chúc vui

Dạ. Nhóc cám ơn anh Falleaf.

[opendoor2507]

Dạ. Nhóc cám ơn anh Falleaf.

Óe, 2 vị này chát chít kinh. Xóa xóa xóa, he he, thôi 3 ngày nữa xóa vậy. Lâu lắm rồi mới hào hứng với diễn đàn như này

[HTTTTH]

Khai quật lên vì vấn đề này rất cơ bản mà lại chưa rõ ràng...
Tôi cho rằng:
* Giá trị trung bình của một sóng tuần hoàn được định nghĩa bằng tổng đại số trong một chu kỳ của diện tích nằm trên trục 0 (dương) và diện tích nằm dưới trục 0 (âm) chia cho chu kỳ.
Một cách tổng quát, tổng đại số diện tích trong một chu kỳ T của một sóng tuần hoàn u(t) được tính bằng công thức giống công thức tính a0 trong biểu thức khai triển Fourier.
* Giá trị hiệu dụng của một sóng tuần hoàn (thí dụ dòng điện) là trị số tương đương của dòng điện một chiều IDC mà khi chạy qua một điện trở R trong một chu kì sẽ có năng lượng tỏa nhiệt bằng nhau.
Để tính giá trị hiệu dụng, ta có 3 phép tính trong cùng một công thức là căn bậc hai - trung bình - bình phương (Root Mean Square) Nên giá trị hiệu dụng thuờng được viết tắt là rms. Để chỉ thị giá trị hiệu dụng của đại lượng nào đó ta ghi 3 chữ cái này ở vị trí chỉ số dưới: Irms, Urms, Prms v.v…
Ví dụ Irms = căn bậc hai của ["tích phân từ 0 đến T" của i(t)^2 dt , tất cả chia cho T] với i(t) là tín hiệu dòng điện tuần hoàn, T là chu kỳ.
Người ta thường coi Urms = Um / sqrt(2) bởi vì theo công thức trên.

* Ở #5, nhóc định nghĩa có nhầm lẫn. Về toán học, [tích phân phần tín hiệu trên trục t - tích phân phần tín hiệu dưới trục t] chia cho T sẽ được giá trị trung bình.
Bởi thế, nhóc phát biểu:

Trị số trung bình:
Ý nghĩa toán học: các anh lấy tích phân của hàm điện thế (dòng điện) xác định trong 1/2 chu kỳ dương, rồi chia cho 1/2 chu kỳ đó. Dù hàm bất kỳ cũng làm như thế mà thôi.
Ý nghĩa hình học: các anh tìm một hình chữ nhật có chiều dài = 1/2 chu kỳ, có diện tích bằng với diện tích hợp bởi đường biểu diễn điện thế 1/2 chu kỳ dương và trục x. Chiều rộng của hình chữ nhật là trị số trung bình.
Ý nghĩa cơ học: như anh Châu đã nói.
Thông thường điện AC có trị số trung bình =0. Nhưng trong đo lường, người ta muốn đo AC bằng khung quay DC, nên phải tính trị số trung bình của 1/2 chu kỳ thôi (dùng mạch chỉnh lưu) Do đó trị số U tb sẽ khác 0. Đối với điện hình sin, trị số trung bình và trị số hiệu dụng chênh lệch nhau 1 hệ số 1,1.

- Hàm bất kỳ thì không có khái niệm chu kỳ, vì hàm không tuần hoàn thì coi như chu kỳ = vô cùng.
- Câu "Thông thường điện AC có trị số trung bình =0" là đúng vì điểm 0 là điểm nối dây nguội. Nhưng giả sử nếu dây nguội bị "treo" lên x (VDC) chẳng hạn, thì giá trị trung bình cũng sẽ = x (V).
- Câu "Utb sẽ khác 0" chưa rõ. Còn câu cuối, tham chiếu với câu trên đó thì hóa ra trị số hiệu dụng của mọi điện áp xoay chiều đều = 0 * 1,1 = 0 mất rồi.
* Với tín hiệu có dạng bất kỳ thì phải tính tích phân trong một khoảng thời gian nào đó để xác định giá trị trung bình hoặc giá trị hiện dụng tại khoảng thời gian đó.
Nhưng hình như điều này không có nghĩa trong thực tế, vì chẳng để làm gì (tính xong thì nó có giá trị khác mất rồi)

Mời bà con thảo luận tiếp...