Apa itu Tegangan RMS: Metode dan Persamaannya

Dalam ranah elektronika, kita sering mendengar istilah bolak-balik dan langsung arus . Jadi, bentuk gelombang bolak-balik adalah yang terkait dengan arus AC. Ini berarti bahwa ini adalah jenis bentuk gelombang periodik yang beralih di antara nilai negatif dan positif. Dan jenis gelombang yang paling umum digunakan untuk mewakili ini adalah bentuk gelombang sinusoidal. Ketika datang ke bentuk gelombang arus searah, nilai arus dan tegangan pada dasarnya dalam kondisi stabil. Ini sangat disederhanakan untuk mewakili nilai stabil dan nilai besarnya juga. Namun berdasarkan pembahasan di atas, nilai besaran gelombang AC tidak sesederhana karena bervariasi terus menerus sesuai dengan waktu. Untuk mengetahui hal ini, ada banyak metode dan metode yang paling populer adalah “RMS Voltage”. Artikel ini dengan jelas menjelaskan seluruh teori tegangan RMS, persamaannya, metode yang berlaku, dan lain-lain.

Apa itu Tegangan RMS?

Definisi: Pertama, ini diperluas sebagai Root-Mean-Squared Value. Definisi umum yang diberikan oleh banyak orang untuk ini adalah jumlah daya AC yang dihitung yang memberikan jumlah daya pemanas yang sama dengan DC kekuasaan , tetapi tegangan RMS memiliki fungsi tambahan. Ini disebut sebagai √ dari nilai rata-rata fungsi ganda dari nilai yang dihasilkan secara instan.

Nilainya direpresentasikan sebagai V_RMSdan nilai RMS saat ini adalah I_RMS.

Bentuk Gelombang Tegangan RMS

Nilai RMS dihitung hanya untuk nilai tegangan sinusoidal yang berfluktuasi waktu atau nilai arus di mana besarnya gelombang berubah sesuai waktu, tetapi tidak digunakan untuk perhitungan nilai bentuk gelombang DC karena besarnya tetap konstan. Dengan membandingkan nilai RMS dari gelombang sinus AC yang menghantarkan daya listrik dengan jumlah yang sama dengan beban yang diberikan sebagai rangkaian DC yang serupa, maka nilai tersebut dikenal sebagai nilai efektif.

Di sini, nilai arus efektif direpresentasikan sebagai I_effdan nilai tegangan efektif adalah V._eff. Atau, nilai efektif juga dinyatakan sebagai berapa ampere atau volt untuk gelombang DC yang serupa dengan kemampuan untuk menghasilkan jumlah daya yang sama.

Persamaan

Lebih penting untuk mengetahui Persamaan Tegangan RMS di mana ia digunakan untuk menghitung banyak nilai dan persamaan dasarnya

V._RMS= V_{tegangan puncak}* (1 / (√2)) = V._{tegangan puncak}* 0.7071

Nilai tegangan RMS didasarkan pada nilai besaran gelombang AC dan tidak tergantung pada sudut fasa atau frekuensi gelombang. bentuk gelombang arus bolak-balik.

Misalnya: ketika tegangan puncak bentuk gelombang AC diberikan sebesar 30 volt maka tegangan RMS dihitung sebagai berikut:

V._RMS= V_{tegangan puncak}* (1 / (√2)) = 30 * 0,7071 = 21,213

Nilai yang dihasilkan hampir identik baik dalam metode grafis maupun analitik. Ini hanya terjadi dalam kasus gelombang sinusoidal. Sedangkan pada gelombang non-sinusoidal, metode grafis adalah satu-satunya pilihan. Daripada menggunakan tegangan puncak, kita dapat menghitung dengan menggunakan tegangan yang ada di antara dua nilai puncak yaitu V._P-P.

Itu Nilai RMS sinusoidal dihitung sebagai berikut:

V._RMS= V_{tegangan puncak}* (1 / (√2)) = V._{tegangan puncak}* 0.7071

V._RMS= V_{tegangan puncak}* (1/2 (√2)) = V._{puncak-puncak}* 0,3536

V._RMS= V_rata-rata* ( ∏ / (√2)) = V._rata-rata* 1.11

Setara Tegangan RMS

Terutama ada dua pendekatan umum untuk perhitungan nilai tegangan RMS dari gelombang sinus atau bahkan bentuk gelombang rumit lainnya. Pendekatannya adalah

• Metode Grafis Tegangan RMS - Ini digunakan untuk menghitung tegangan RMS dari gelombang non-sinus yang bervariasi menurut waktu. Ini dapat dilakukan dengan menunjuk koordinat tengah gelombang.
• Metode Analisis Tegangan RMS - Ini digunakan untuk menghitung tegangan gelombang melalui perhitungan matematis.

Pendekatan Grafis

Pendekatan ini menunjukkan prosedur yang sama untuk perhitungan nilai RMS untuk setengah gelombang positif dan negatif. Jadi, artikel ini menjelaskan prosedur siklus positif. Nilainya dapat dihitung dengan mempertimbangkan jumlah akurasi tertentu untuk jarak instan yang sama di seluruh bentuk gelombang.

Setengah siklus positif dipisahkan menjadi 'n' bagian yang sama yang juga disebut ordinat tengah. Jika ada lebih banyak ordinat tengah, hasilnya akan lebih akurat. Jadi, lebar setiap ordinat tengah adalah n derajat dan tingginya adalah nilai instan gelombang yang melintasi sumbu x gelombang.

Metode Grafis

Di sini, setiap nilai ordinat tengah dalam gelombang digandakan dan kemudian ditambahkan ke nilai berikutnya. Pendekatan ini memberikan nilai kuadrat dari tegangan RMS. Kemudian nilai yang diperoleh dibagi dengan jumlah total ordinat tengah dimana ini memberikan nilai Mean tegangan RMS. Jadi, persamaan tegangan RMS diberikan oleh

Vrms = [jumlah total ordinat tengah × (voltase) 2] / jumlah ordinat tengah

Dalam contoh di bawah ini, ada 12 ordinat tengah dan tegangan RMS ditampilkan sebagai

V._RMS= √ (V₁^dua+ V_dua^dua+ V₃^dua+ V₄^dua+ V₅^dua+ V₆^dua+ …… + V₁₂^dua) / 12

Mari kita pertimbangkan bahwa tegangan bolak-balik memiliki nilai tegangan puncak 20 volt dan dengan pertimbangan 10 nilai ordinat tengah, itu diberikan sebagai

V._RMS= √ (6.2^dua+ 11.8^dua+ 16.2^dua+ 19^dua+ 20^dua+ 16.2^dua+ 11.8^dua+ 6.2^dua+ 0^dua) / 10 = √ (2000) / 12

V._RMS= 14,14 Volt

Pendekatan grafis menunjukkan hasil yang sangat baik dalam mengetahui nilai RMS gelombang AC yang berbentuk sinusoidal simetris. Ini berarti bahwa metode grafis bahkan dapat diterapkan pada bentuk gelombang yang rumit.

Pendekatan Analitis

Di sini, metode ini hanya menangani gelombang sinus yang mudah untuk menemukan nilai tegangan RMS melalui pendekatan matematis. Jenis gelombang sinus periodik adalah konstan dan diberikan sebagai

V._(t)= V_maks* cos (ωt).

Dalam hal ini, nilai RMS dari tegangan sinus V_(t)aku s

V._RMS= √ (1 / T ʃ^T₀V._maks^dua*sesuatu^dua(ωt))

Ketika batas integral dianggap antara 0⁰dan 360⁰, kemudian

V._RMS= √ (1 / T ʃ^T₀V._maks^dua*sesuatu^dua(ωt))

Secara keseluruhan, sesuai dengan tegangan AC, tegangan RMS adalah cara terbaik untuk merepresentasikan nilai besaran sinyal, arus, dan tegangan. Nilai RMS tidak sama dengan median dari seluruh nilai instan. Proporsi tegangan RMS dan nilai tegangan puncak setara dengan arus RMS dan nilai arus puncak.

Banyak dari perangkat multimeter juga pengukur amper atau voltmeter menghitung nilai RMS dengan pertimbangan gelombang sinus yang akurat. Untuk mengukur nilai RMS dari gelombang non-sinus, diperlukan “Multimeter Akurat”. Nilai yang ditemukan dengan pendekatan RMS untuk gelombang sinus memberikan efek pemanasan yang serupa untuk gelombang DC.

Misalnya, saya^duaR = I_RMS^duaR. Dalam kasus tegangan dan arus AC, mereka harus dianggap sebagai nilai RMS jika tidak dianggap sebagai yang lain. Jadi, AC 10 amp akan memberikan efek pemanasan yang sama seperti DC 10 amp dan nilai puncak sekitar 14,12 amp.

Jadi, ini semua tentang konsep tegangan RMS, persamaannya, bentuk gelombang sinusoidal, metode yang digunakan untuk menghitung nilai tegangan ini, dan detailnya. Teori tegangan RMS dari itu. Juga, ketahui tentang bagaimana tegangan puncak, tegangan rata-rata, dan tegangan puncak-ke-puncak diubah menjadi tegangan RMS melalui Kalkulator RMS ?