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到底該不該使用rms功率呢?看了這篇就明白了~

發(fā)布時(shí)間:2020-06-22 來源:亞德諾半導(dǎo)體 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】是否應(yīng)該使用均方根(rms)功率單位來詳細(xì)說明或描述與我的信號、系統(tǒng)或器件相關(guān)的交流功率?這取決于您如何定義rms功率。如果您不想計(jì)算交流功率波形的rms值,那么得出的結(jié)果可能沒有實(shí)際意義。如果您需要使用電壓和/或電流的rms值來計(jì)算平均功率,那么就會得出有意義的結(jié)果。
  
Q:是否應(yīng)該使用均方根(rms)功率單位來詳細(xì)說明或描述與我的信號、系統(tǒng)或器件相關(guān)的交流功率?
A:這取決于您如何定義rms功率。如果您不想計(jì)算交流功率波形的rms值,那么得出的結(jié)果可能沒有實(shí)際意義。
如果您需要使用電壓和/或電流的rms值來計(jì)算平均功率,那么就會得出有意義的結(jié)果。
 
在1 Ω電阻上施加1 V rms正弦電壓時(shí),會消耗多少功率?
 
到底該不該使用rms功率呢?看了這篇就明白了~
 
這個問題的答案很明確[1],大家對此沒有任何異議。
 
現(xiàn)在,我們將這個值與rms功率計(jì)算值比較看看。
 
圖1所示為1 V rms正弦曲線圖。峰峰值為1 V rms × 2 √2 = 2.828 V,擺幅為+1.414 V至–1.414 V。[2]
 
到底該不該使用rms功率呢?看了這篇就明白了~
圖1.1 V rms正弦曲線圖。
 
圖2所示為1 V rms正弦電壓施加于1 Ω電阻(P = V2/R)時(shí)的消耗功率曲線圖,其中顯示:
 
到底該不該使用rms功率呢?看了這篇就明白了~
圖2.1 V rms正弦電壓施加于1 Ω電阻時(shí)的消耗功率曲線圖。
 
●該瞬時(shí)功率曲線的偏移為1 W,擺幅為0 W至2 W。
●此功率波形的rms值為1.225 W。
計(jì)算此值的一種方法是使用公式2[3]:
 
到底該不該使用rms功率呢?看了這篇就明白了~
 
可以在MATLAB® 或Excel中使用更詳細(xì)的公式[4]來驗(yàn)算這個值。
●此功率波形的平均值為1 W。這可以通過查看波形看到;波形在1 V上下對稱波動。計(jì)算波形數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均數(shù)可以得出相同的值。
●平均功率數(shù)值與使用rms電壓計(jì)算得出的功率值相同。
 
1 V rms正弦電壓施加于1 Ω電阻時(shí),功耗為1 W,而不是1.225 W。所以,能夠得出正確值的是平均功率,平均功率具有實(shí)際意義。Rms功率(如此處所定義)沒有明顯的實(shí)用意義(沒有明顯的物理/電氣意義),只是實(shí)踐練習(xí)中可以計(jì)算的一個量。
 
例如,采用1 A rms正弦電流通過1 Ω電阻,執(zhí)行相同的分析。得出的結(jié)果相同。
 
集成電路(IC)的電源一般為直流電源,所以rms功率對IC電源沒有影響。對于直流而言,平均功率和rms功率的值相同。與本文中定義的rms功率不同,使用平均功率的重要性也適用于需要考慮隨時(shí)間變化的電壓和電流(即噪聲、RF信號和振蕩器)相關(guān)功率的情形。
 
使用rms電壓和/或rms電流來計(jì)算平均功率,可以得出有意義的功率值。
 
[1] 電壓施加于電阻兩端產(chǎn)生功耗具有一種基本關(guān)系,可以從歐姆定律(V = Ir)以及電壓(電能/電荷單位)和電流(電荷單位/時(shí)間)的基本定義輕松得出。電壓 × 電流 = 電能/時(shí)間 = 功率
[2] 正弦電壓的峰峰幅度 = rms值 × 2√2。對于正弦電壓,V p-p = V rms × 2√2,其中V p-p表示峰峰電壓,V rms表示rms電壓。
[3] 這是從恒定的直流偏置值加上單獨(dú)的rms交流值得出的rms值中演變而來。
[4] 標(biāo)準(zhǔn)教科書中提供的是以下這種更詳細(xì)的公式。
 
到底該不該使用rms功率呢?看了這篇就明白了~
(來源:亞德諾半導(dǎo)體)

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