广告

是否使用RMS功率来描述信号、系统或组件相关的交流功率?

时间:2020-07-27 作者:Doug Ito,ADI应用工程师 阅读:
是否使用均方根(rms)功率单位来详细说明、或描述与信号、系统或组件相关的交流功率,取决于如何定义rms功率。如果不想计算交流功率波形的rms值,那么得出的结果可能没有实际意义……
广告

常有人问我,是否应该使用均方根(rms)功率单位来详细说明或描述与信号、系统或组件相关的交流功率?31mEETC-电子工程专辑

这取决于您如何定义rms功率。31mEETC-电子工程专辑

如果您不想计算交流功率波形的rms值,那么得出的结果可能没有实际意义。如果您需要使用电压和/或电流的rms值来计算平均功率,那么就会得出有意义的结果。31mEETC-电子工程专辑

讨论

在1 Ω电阻上施加1V rms正弦电压时,会消耗多少功率?31mEETC-电子工程专辑

31mEETC-电子工程专辑

这个问题的答案很明确,大家对此没有任何异议。现在,我们将这个值与rms功率计算值比较看看。31mEETC-电子工程专辑

图1所示为1V rms正弦曲线图。峰对峰值为1V rms × 2 √2 = 2.828 V,摆幅为+1.414V~-1.414V。31mEETC-电子工程专辑

31mEETC-电子工程专辑

图1 1V rms正弦曲线图。31mEETC-电子工程专辑

图2所示为1V rms正弦电压施加于1Ω电阻(P = V2/R)时的消耗功率曲线图,其中显示:31mEETC-电子工程专辑

该瞬时功率曲线的偏移为1W,摆幅为0W~2W;此功率波形的rms值为1.225 W。31mEETC-电子工程专辑

31mEETC-电子工程专辑

图2 1V rms正弦电压施加于1Ω电阻时的消耗功率曲线图。31mEETC-电子工程专辑

计算此值的一种方法是使用公式2:31mEETC-电子工程专辑

31mEETC-电子工程专辑

可以在MATLAB或Excel中使用更详细的公式来验算这个值。31mEETC-电子工程专辑

  • 此功率波形的平均值为1W。这可以透过查看波形看到;波形在1V上下对称波动。计算波形数据点的平均数可以得出相同的值;
  • 平均功率数值与使用rms电压计算得出的功率值相同。

1V rms正弦电压施加于1Ω电阻时,功耗为1W,而不是1.225W。所以,能够得出正确值的是平均功率,平均功率具有实际意义。Rms功率(如此处所定义)没有明显的实用意义(没有明显的物理/电气意义),只是实践练习中可以计算的一个量。31mEETC-电子工程专辑

例如,采用1A rms正弦电流通过1Ω电阻,执行相同的分析。得出的结果相同。31mEETC-电子工程专辑

集成电路(IC)的电源一般为直流电源,所以rms功率对IC电源没有影响。对于直流而言,平均功率和rms功率的值相同。与本文中定义的rms功率不同,使用平均功率的重要性也适用于需要考虑随时间变化的电压和电流(即噪声、RF信号和振荡器)相关功率的情形。31mEETC-电子工程专辑

使用rms电压和/或rms电流来计算平均功率,可以得出有意义的功率值。31mEETC-电子工程专辑

备注:

1.电压施加于电阻两端产生功耗具有一种基本关系,可以从欧姆定律(V = Ir),以及电压(电能/电荷单位)和电流(电荷单位/时间)的基本定义轻松得出,电压 × 电流 = 电能/时间 = 功率。31mEETC-电子工程专辑

2.正弦电压的峰对峰幅度 = rms值 × 2√2。对于正弦电压,Vp-p = Vrms × 2√2,其中Vp-p表示峰对峰电压,Vrms表示rms电压。这是大家熟知的关系式,可以从许多教科书中进一步了解,同时在以下网站中也可以找到:en.wikipedia.org/wiki/Root_mean_square31mEETC-电子工程专辑

3.正弦电压的峰对峰幅度 = rms值 × 2√2。对于正弦电压,Vp-p = Vrms × 2√2,其中Vp-p表示峰对峰电压,Vrms表示rms电压。这是大家熟知的关系式,许多教科书中都有提供,在以下网站中也可以找到:「使用数字万用表实现更准确的AC RMS测量」。31mEETC-电子工程专辑

4.标准教科书中所提供的是以下更详细的公式。31mEETC-电子工程专辑

31mEETC-电子工程专辑

责编:Luffy Liu31mEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 稳固车规级功率半导体龙头地位,“新”英飞凌全面进击汽 在今年的汽车百人会上,最热门的议题是IGBT。在同期举行的英飞凌汽车电子开发者大会上,百度ACU自动泊车系统成了一大亮点。新能源汽车电动化、智能化和交互网联是驱动半导体含量增长的主要因素。国内IGBT的市场格局和增长空间有多大?新英飞凌在汽车电子市场有什么新的动作?
  • 全球最大氮化镓工厂在苏州建设完成 英诺赛科项目建成后将成为全球最大的集研发、设计、外延生产、芯片制造、测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台,满产后将实现月产8英寸硅基氮化镓晶圆65000片,产品将为5G移动通信、数据中心、新能源汽车、无人驾驶、手机快充等战略新兴产业的自主创新发展提供核心电子元器件。
  • 爱立信高通合作,5G NR毫米波实现超过5公里通讯 爱立信,高通和美国蜂窝电话公司宣布,使用5G NR 毫米波(mmWave)技术取得了重大突破。两家公司共同展示了源自5G NR毫米波设备的数据呼叫的更好范围和吞吐量。
  • 紧盯四大领域,看SiC市场新贵的新玩法 SiC器件领域玩家众多,作为一家相对较新的SiC器件供应商,安森美于2017年进入该市场,技术来自2016年末收购的飞兆(Fairchild)半导体。安森美半导体电源方案部产品市场经理王利民日前在接受《电子工程专辑》采访时表示,电动汽车、电动汽车充电桩、可再生能源、和电源将是公司SiC战略重点关注的四大市场。
  • 2019年中国芯片自给率30%,2025年能否达到70%的目标? 据央视网报道,中国海关统计数据显示,2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元,远超排名第二的原油进口额。虽然整体芯片进口金额十分庞大,但是较2018年进口额却减少了80亿美元,同比下降2.6%。国务院发布的相关数据显示,中国芯片自给率要在2025年达到70%,而2019年我国芯片自给率仅为30%左右……
  • 中国人是否需要热泵干衣机?小米高管详解 晾晒衣服时,大家普遍会挂一天, 很少半天取走的,除非像海南那种天气,四五个小时就把衣服晒干了。即使在南方,梅雨季节要晾晒好多天,北方冬天衣服要挂很久。此外,如果阳台连着客厅,在阳台晒衣服不美观;洗衣机洗完后,把衣服拿去一件件晾晒,晒干后再一件件收回来,累……
广告
热门推荐
广告
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了