直流は方向が一定で、時間に対して大きさも一定です。したがって、その大きさの説明は比較的簡単です。一方、交流は時間とともに向きと大きさが変化します。そのため、その大きさを長期間にわたって説明することは困難です。ピーク値や平均値などのその他の値は、有用な情報を提供します。ただし、交流と直流を比較する必要がある場合、制限もあります。上記の問題を解決するには、AC 波の実効値が非常に役立ちます。
交流波の実効値の意味
RMS 値は二乗平均平方根値を表します。したがって、任意の量の RMS 値は、最初に一定期間にわたって得られた量の値を二乗し、次にそれらの平均を求め、最後に上記の平均の平方根を計算することによって示されます。 AC 波の場合、この RMS 値は直流の量に等しく、同じ抵抗を同じ期間通過すると同じ加熱効果が生じます。たとえば、RMS 値が 10A の AC 波は、抵抗と周期が同じ場合、10A の直流によって生成されるのと同じ加熱効果を生成します。
意義
交流を直流に匹敵させることに加えて、交流波のRMS値は、交流と電圧を実際に表すのにも役立ちます。たとえば、230V の交流の家庭用電源は、AC 電源の RMS 電圧が 230V であることを意味します。 RMS 値は、AC 電流計と電圧計で測定されている値でもあります。
関連する概念
- ピーク値とは、完全なサイクル中に交流によって達成される最大値を指します。正弦波 AC 波は、90° と 270° でピーク値に達します。
- 平均値とは、一定期間にわたる交流のすべての瞬時値の平均を指します。交流の平均値は、任意の回路で同じ時間に同じ値の直流によって転送されるのと同じ電荷を転送します。正弦波 AC 波の平均値は、サイクルの正の半分がサイクルの負の半分に等しいため、ゼロです。したがって、半サイクルのみの平均値が考慮されます。
- フォーム ファクターとは、交流電流の平均値に対する RMS 値の比率を指します。この係数は、波形のピーキーを示します。
- ピーク係数とは、交流電流の RMS 値に対するピーク値の比率を指します。誘電絶縁試験に便利です。絶縁体の誘電応力は、印加電圧のピーク値に依存するためです。また、鉄損は磁束のピーク値に依存するため、鉄損の測定にも関連します。
AC 波問題の RMS 値
- 正弦波 AC 波のピーク値と RMS 値の関係 - ピーク値は正弦波 AC 波の RMS 値の 1.414 倍です。したがって、1.414 は正弦波 AC 波のピーク係数でもあります。
- RMS 値と正弦波 AC 波の半サイクルの平均値との関係 – RMS 値は、半サイクルの正弦波 AC 波の平均値の 1.11 倍です。したがって、1.11 は正弦波 AC 波のフォーム ファクターでもあります。
- 正弦波 AC 波の半サイクルの平均値とピーク値の関係 – 平均値は、半サイクルの正弦波 AC 波のピーク値の 0.637 倍です。
- 三角波または正弦波のフォームファクタは高くなります。三角波のピークは正弦波よりも大きいため、三角波のフォーム ファクタは正弦波よりも高くなります。
- 方形波のフォーム ファクタ – 方形波の RMS 値と平均値は同じです。方形波のフォーム ファクタは 1.00 です。
