Види значень змінних струмів і напруг

Найчастіше трапляються гармонічні напруги і струми, отож значна кількість засобів вимірювань слугує якраз для вимірювання таких форм сигналів.

Гармонічний сигнал характеризується амплітудним, серед-нім чи діючим значенням. З огляду на це визначимо залежності між ними на прикладі гармонічної напруги.

Середнє значення напруги за період:

U _сер= ,

де U(t)=U_m· cos (w t); U_m – амплітудне значення напруги; Т – період гармо­нічного сигналу: w – колова частота.

Для гармонічного сигналу середнє значення за період дорівнює нулю, оскільки площа додатної і від'ємної півхвилі однакові. Тому користуються поняттям середнього значення за півперіод, що відповідає додатній півхвилі (середньо-випрямлене):

U _сер= .

Діюче значення гармонічної напруги дорівнює за значенням такій постійній напрузі, яка еквівалентна їй за ефективністю (тобто виділяє таку саму кількість тепла):

.

Співвідношення між трьома значеннями періодичного сигналу характеризується коефіцієнтами амплітуди k_a і форми кривої k_ф:

k _a= ; k _ф= .

Номінальні струми і напруги електротехнічних пристроїв задають, зазвичай, у діючих значеннях. Отож діючі значення є найпоширенішим параметром. Наприклад, напруга мережі
220 В означає, що діюче значення напруги становить 220 В.

Здебільшогоелектромеханічні, а також цифрові засоби вимірювань проградуйовані в діючих значеннях, та навіть прилади випрямної системи, які за своїм принципом реагують на середнє значення, проградуйовані в діючих значеннях. У середніх значеннях проградуйовані деякі електронні прилади (це зазначено на шкалі приладу чи в інструкції з експлуатації).

Амплітудне значення можна виміряти амплітудним вольтметромчи осцилографом.

У лабораторних роботах, передусім під час порівняння результатів, завжди необхідно звертати увагу на те, які власне значення порівнювати. Тобто не можна прямо зіставляти значення, отримані за допомогою осцилографа і вольтметра, оскільки відлік за одним засобом вимірювання ведеться в амплітудних значеннях, а за іншим – у діючих.

Значення відповідних коефіцієнтів для сигналів різної форми приведено в таблиці 3.1. За формою сигналу та одним зі значень сигналу неважко визначити інші значення сигналу.

Таблиця 3.1

Значення коефіцієнтів ka i kф для сигналів різної форми

№ з/п	Форма кривої	k а	k ф
1	Um 2	3	4
Продовження табл. 3.1
1	2	3	4
Закінчення табл. 3.1
1	2	3	4
	a =t/T