RMS電壓是什么？RMS電壓計算方法介紹

來源：IC先生

在電子領域，可能經常聽到交流電和直流電這兩個術語，其中，與交流電流相關的就是交流波形。這意味著，它是一種在負值和正值之間切換的周期性波形，用于表示這一點的最通用的波形類型是正弦波形。而對于直流波形，電流值和電壓值基本處于穩定狀態，因此可以很容易的表示穩定值及其幅度值。而對于直流波形，電流值和電壓值基本處于穩定狀態，因此可以很容易的表示穩定值及其幅度值。

但是，如上所述，交流波形的幅度值并不是那么簡單，因為它隨時間連續變化。所以為了更清楚的表示，有很多方法，最流行的方法是“RMS電壓”。

基本概念

RMS電壓，中文名均方根電壓，定義為交流波有效電壓的一種最普遍的數學方法。另外，許多人對此給出的一般定義是計算出的交流功率量，它提供與直流功率相對應的相同量的加熱功率，但RMS電壓具有額外的功能。

RMS電壓被稱為瞬時生成值的雙函數平均值的√（平方根）。該值表示為VRMS，RMS電流值表示為IRMS。

RMS值僅針對波動時間的正弦電壓或電流值計算，其中波的幅度隨時間而變化，但不用于計算直流波形值，因為幅度保持恒定。通過比較交流正弦波的RMS值，交流正弦波提供了與所提供的負載類似的電功率，作為類似的直流電路，則該值被稱為有效值。

其中，有效電流值表示為Ieff并且有效電壓值表示為Veff?；蛘?，有效值也表示為直流波的多少安培或伏特與產生類似量功率的能力相對應。

計算公式

對于RMS電壓，更重要的是了解RMS電壓方程，因為可以使用RMS電壓方程計算許多值，基本方程如下：

VRMS=V峰值電壓* (1/ (√2)) =V峰值電壓*0.7071

RMS電壓值基于交流波幅度值，它與交流電波形的相位角或頻率無關。例如：當交流波形的峰值電壓為30伏時，RMS電壓計算如下：

VRMS=V峰值電壓* (1/ (√2)) =30*0.7071=21.213

計算結果在圖形方法和分析方法中幾乎相同。當然，這僅發生在正弦波的情況下。而在非正弦波中，圖形方法是唯一的選擇。如果是這種情況的話，則可以使用兩個峰值之間存在的電壓VP-P來計算，而不是使用峰值電壓。

正弦RMS值計算如下：

• VRMS=V峰值電壓* (1/ (√2)) =V峰值電壓* 0.7071
• VRMS=V峰值電壓* (1/ 2(√2)) = V峰峰值* 0.3536
• VRMS=V平均值* ( ∞ / (√2)) = V平均值* 1.11

RMS電壓等效值計算

其實主要有兩種通用方法來計算正弦波甚至其它復雜波形的RMS電壓值。這些方法是

• RMS電壓圖形法——用于計算隨時間變化的非正弦波的RMS電壓，這可以通過指向波浪中的中坐標來完成。
• RMS電壓分析法– 用于通過數學計算計算波的電壓。

1、圖形方法

這種方法顯示了計算正半波和負半波的RMS值的相同過程，所以，這里解釋了一個良性循環的過程?？梢酝ㄟ^考慮整個波形中間隔相似的瞬間的特定精度來計算該值。

正半周期被分成'n'個相等的部分，也稱為中間縱坐標。中間縱坐標越多，結果越準確。因此，每個中間縱坐標的寬度將是n度，高度是波浪穿過波浪x軸的瞬時值。

在這里，波浪中的每個中間縱坐標值都加倍，然后添加到下一個值。這種方法提供了RMS電壓的平方值。然后將獲得的值除以中間縱坐標的總數，這給出了RMS電壓的平均值。因此，RMS電壓方程為：VRMS= √[中縱坐標電壓2的總和]/中縱坐標個數。

在上面的示例中，有12個中間縱坐標，RMS電壓顯示為：

VRMS= √(V12+V22+V32+V42+V52+V62+……+ V122 )/12。

現在考慮交流電壓的峰值電壓值為20伏，并考慮10個中間縱坐標值，它給出為：

VRMS=√(6.22+11.82+16.22+192+202+16.22+11.82+6.22+02 )/10 = √(2000)/10 = 14.14伏特。

圖形方法在了解正弦或對稱交流波的RMS值方面顯示出極好的結果，這意味著圖形方法甚至適用于復雜的波形。

2、分析方法

此處，該方法僅處理正弦波，通過數學方法很容易找到RMS電壓值。一種周期性的正弦波是常數，給出為：

V(t) = Vmax *cos(ωt)

其中，正弦電壓V(t) 的有效值是：VRMS =√(1/T?T0Vmax2 *cos2 (ωt))

當積分極限被認為在0°和 360°之間時，則有：VRMS = √(1/T?T0Vmax2 *cos2 (ωt))。

總的來說，與交流電壓相對應，RMS電壓是表示信號幅值、電流和電壓值的最佳方式。RMS值與整個瞬時值的中值不相似。與RMS電壓和峰值電壓值的比例等于RMS電流和峰值電流值?？紤]到準確的正弦波，許多萬用表設備（電流表或電壓表）都會計算RMS值。要測量非正弦波的有效值，需要“精密萬用表”。通過RMS方法為正弦波找到的值提供了與直流波類似的熱效應。

例如，I2R=IRMS2R。對于交流電壓和電流，如果不考慮其它值，則必須考慮RMS值。因此，10安培的交流電將提供與10安培的直流電類似的加熱效果，峰值約為14.12安培。

總結

以上就是關于RMS電壓的概念、方程、正弦波形、用于計算這些電壓值的方法，詳細的RMS電壓理論的全部內容。另外，還簡單介紹了如何通過RMS計算器將峰值電壓、平均電壓和峰峰值電壓轉換為RMS電壓。