- Valeur de crête d'une forme d'onde CA
- Valeurs instantanées de tension et de courant
- Valeur moyenne d'une forme d'onde CA
- Valeur RMS (Root Mean Square) d'une forme d'onde CA
- Facteur de forme
- Facteur de crête
Ces séries de circuits AC nous ont emmenés dans un voyage qui nous a permis de discuter de ce qu'est vraiment le courant alternatif, de sa génération, de certaines histoires, des concepts derrière le courant alternatif, de sa forme d'onde, de ses caractéristiques et de certaines propriétés. Aujourd'hui, nous allons passer en revue certains termes et quantités associés au courant alternatif.
Valeur de crête d'une forme d'onde CA
L'une des propriétés clés d'une forme d'onde CA, outre la fréquence et la période, est l'amplitude qui représente la valeur maximale d'une forme d'onde alternée ou, mieux connu, la valeur de crête.
Le pic, comme le mot l'indique, est la valeur la plus élevée atteinte par la forme d'onde d'un courant alternatif (ou tension) pendant un demi-cycle de la forme d'onde mesurée à partir du point de départ de la ligne de base à zéro. Cela nous donne l'une des principales différences entre le courant alternatif et le courant continu, car les signaux à base de courant continu sont des signaux à l'état stationnaire, ils conservent donc une amplitude constante qui est toujours égale à l'amplitude du courant ou de la tension CC. Dans les ondes sinusoïdales pures, la valeur de crête est toujours la même pour les demi-cycles positifs et négatifs qui forment un cycle complet (+ Vp = -Vp), mais cela n'est pas vrai pour les autres formes d'onde non sinusoïdales utilisées pour représenter l'alternance. courant, car différents demi-cycles ont tendance à avoir des valeurs de crête différentes.
Valeurs instantanées de tension et de courant
La valeur instantanée d'une tension ou d'un courant alternatif est la valeur du courant ou de la tension à un instant donné pendant le cycle de la forme d'onde.
Considérez l'image ci-dessous.
La valeur instantanée de la tension est donnée par l'équation;
V = Vpsin2πFt
Où Vp = valeur de la tension de crête
La valeur instantanée du courant est également obtenue par une expression similaire
I = Ipsin2πFt
Valeur moyenne d'une forme d'onde CA
La valeur moyenne ou valeur moyenne d'un courant alternatif est la moyenne de toutes les valeurs instantanées pendant un demi-cycle. C'est le rapport de toutes les valeurs instantanées au nombre de valeurs instantanées sélectionnées pendant un demi-cycle.
La valeur moyenne d'une forme d'onde AC est donnée par l'équation;
Où V1… Vn est la valeur instantanée de la tension pendant le demi-cycle.
La valeur moyenne est également donnée par l'équation;
Vavg = 0,637 * Vp
Où Vp est la valeur maximale / crête de la tension dans ce cycle.
Cette même équation est également vraie pour le courant et tout ce que nous avons à faire est d'échanger la tension dans l'équation pour le courant.
La valeur moyenne d'une onde alternative n'est mesurée que pendant un demi-cycle pour une raison singulière; lorsqu'elle est mesurée sur un cycle complet, la valeur moyenne résultante est toujours égale à zéro parce que la valeur moyenne du demi-cycle positif annulera celle du demi-cycle négatif et par conséquent, l'expression basée sur l'équation donnée ci-dessus sera évaluée à zéro.
Valeur RMS (Root Mean Square) d'une forme d'onde CA
La racine carrée de la somme des carrés des valeurs moyennes d'un courant alternatif ou d'une tension est appelée la racine carrée moyenne ou valeur RMS de la tension ou du courant. Il est donné par la relation;
Où i1 à in représentent les valeurs instantanées du courant.
Ou
Où Ip est le courant maximal ou de crête.
Le même ensemble d'équations vaut pour la tension et il suffit de remplacer le courant par la tension dans les équations.
Il est conseillé d'utiliser autant que possible les valeurs RMS de la tension et du courant lors des calculs liés au courant alternatif, sauf lors des calculs relatifs à la puissance moyenne. La raison en est que la plupart des instruments de mesure (multimètres) utilisés pour mesurer la tension et le courant alternatifs donnent leurs sorties sous forme de valeurs efficaces. Ainsi autant que possible pour éviter les erreurs, il ne faut utiliser Vp que pour trouver Ip et Vrms pour trouver Irms et vice versa car ces quantités sont complètement différentes les unes des autres.
Facteur de forme
Une autre quantité associée à un courant alternatif que nous devons examiner est le facteur de forme.
Le facteur de forme est un paramètre utilisé pour décrire les formes d'onde CA et est donné par le rapport entre la valeur RMS de la quantité alternative et la valeur moyenne.
Où Vp est la tension de crête ou maximale.
L'un des moyens de déterminer si une onde sinusoïdale est pure consiste à utiliser le facteur de forme, qui pour une onde sinusoïdale pure donnera toujours une valeur de 1,11.
Nous pouvons également dériver Irms de l'équation ci-dessus comme:
Facteur de forme = (0,707 x Vp) / (0,637 x Vp) 1,11 = Irms / Vavg Irms = 1,11 x Vavg
Une autre application des facteurs de forme se trouve dans les multimètres numériques utilisés pour mesurer le courant ou la tension alternatifs. La plupart de ces compteurs sont généralement mis à l'échelle pour afficher la valeur RMS des ondes sinusoïdales qu'ils sont conçus pour obtenir en calculant la valeur moyenne et en multipliant par le facteur de forme d'une sinusoïde (1.11) car il peut être un peu difficile de calculer numériquement le valeurs efficaces. Ainsi, parfois, pour les formes d'onde CA qui ne sont pas purement sinusoïdales, la lecture d'un multimètre peut être un peu imprécise.
Facteur de crête
La dernière quantité associée au courant alternatif dont nous parlerons dans cet article est le facteur de crête.
Le facteur de crête est le rapport de la valeur de crête d'un courant ou d'une tension alternative à la racine carrée moyenne de la forme d'onde. Mathématiquement, il est donné par l'équation;
Où Vpeak est l'amplitude maximale de la forme d'onde.
Pour une onde sinusoïdale pure, similaire au facteur de forme, le facteur de crête est toujours fixé à 1,414.
Nous pouvons également dériver Irms de l'équation ci-dessus comme:
1,414 = Vpeak / (0,707 x Vpeak) Vrms = V crête / 1,414 Vrms = 0,707 x Vpeak
Le facteur de crête est principalement une indication de la hauteur des pics d'une quantité alternée. En courant continu, par exemple, le facteur de crête est toujours égal à 1, ce qui indique l'absence de pics dans la forme d'onde d'un courant continu.
Pour servir comme une sorte de point clé ci-dessous est un tableau montrant les facteurs de forme et les facteurs de crête des différents types de formes d'ondes utilisées pour représenter les formes d'onde CA.
