Giá trị hiệu dụng là gì?

Câu trả lời chính xác nhất: Giá trị hiệu dụng (ký hiệu hd, rms (tiếng Anh root mean square)) là 1 khái niệm trong kĩ thuật điện và kĩ thuật đo lường dùng để chỉ giá trị trung bình bình phương. Các công thức tính toán trong điện 1 chiều có thể áp dụng được trong điện xoay chiều với giá trị hiệu dụng khi có hệ số chuyển đổi cho các hàm thông thường, đây là ứng dụng quan trọng nhất của giá trị hiệu dụng.

Để hiểu rõ hơn về giá trị hiệu dụng, mời các bạn cùng Toploigiai đến với phần nội dung dưới đây.

1. Giá trị hiệu dụng là gì

Giá trị hiệu dụng (ký hiệu hd, rms (tiếng Anh root mean square)) là 1 khái niệm trong kĩ thuật điện và kĩ thuật đo lường dùng để chỉ giá trị trung bình bình phương. Các công thức tính toán trong điện 1 chiều có thể áp dụng được trong điện xoay chiều với giá trị hiệu dụng khi có hệ số chuyển đổi cho các hàm thông thường, đây là ứng dụng quan trọng nhất của giá trị hiệu dụng.

>>> Tham khảo: Cường độ hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là?

2. Công thức tính giá trị hiệu dụng

Để xác định, và hiểu ý nghĩa của dòng điện hiệu dụng, ta xét công suất tỏa nhiệt của dòng điện xoay chiều và đối chiếu với tác dụng của dòng điện không đổi tương ứng.

Công suất tỏa nhiệt tức thời:

Công tỏa nhiệt trung bình: 

Ta đối chiếu với công suất tỏa nhiệt của dòng điện không đổi: 

Ta gọi đó là cường độ dòng điện hiệu dụng.

Tương tự ta có điện áp hiệu dụng: 

>>> Tham khảo: Công thức tính điện áp hiệu dụng

3. Ý nghĩa của giá trị hiệu dụng

Chúng ta biết rằng, điện áp hoặc dòng điện trong trường hợp hệ thống điện một chiều, không bao giờ thay đổi hướng của nó. Ở mọi trường hợp, nó gần như không đổi. Và do đó việc tính toán công suất, điện áp hoặc dòng điện rất dễ dàng trong các hệ thống DC. Hãy xem xét ví dụ được hiển thị. Giả sử, một bóng đèn được nối với nguồn một chiều 10V.

Và cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch là 2A. Từ đó, chúng ta có thể dễ dàng tính toán công suất do bóng đèn tạo ra bằng cách đơn giản nhân hiệu điện thế với dòng điện, vì cả điện áp và cường độ dòng điện đều không đổi.

P = VI = 10 X 2 = 20W

Và đây là công suất được sử dụng bởi bóng đèn ở bất kỳ trường hợp nào. Bây giờ, nếu chúng ta thay đổi nguồn DC bằng AC. Điện áp và dòng điện không đổi nữa. Giá trị của điện áp và dòng điện lúc này sẽ thay đổi liên tục. Để dễ hiểu, chúng ta sẽ chỉ xem xét dạng sóng điện áp. Lúc đầu Hiệu điện thế bằng không, sau một thời gian sẽ lên 5 V, sau một thời gian sẽ lên 10V. Một lần nữa sau một thời gian, nó sẽ giảm xuống 5V, 0V, -5V, -10V, -5V, 0V và chu kỳ sẽ tiếp tục.

Và nếu chúng ta coi 5V đến -5V hoặc 10V đến -10V là giá trị đỉnh hoặc bất kỳ giá trị nào khác của điện áp trên dạng sóng để tính toán công suất, nó sẽ dẫn đến một câu trả lời sai. Vì giá trị chỉ đúng trong một thời gian nhất định nên sau thời gian đó giá trị sẽ khác.

Mọi thứ trở nên tồi tệ hơn khi so sánh với các dạng sóng khác nhau. Ví dụ, nếu chúng ta so sánh một sóng sin với một sóng vuông, sóng sin sẽ có giá trị đỉnh của nó trong một khoảng thời gian ngắn hơn sóng vuông.

Và do đó, hiệu ứng của hai điện áp xoay chiều này cung cấp cho cùng một tải sẽ khác nhau. Tóm lại, không phải là ý kiến ​​hay khi xem xét giá trị từ đỉnh đến giá trị đỉnh cho phép tính.

Vì vậy, chúng ta cần một giải pháp cho điều này. Chúng ta cần một biểu thức sẽ cung cấp cho chúng ta giá trị rms của các cường độ AC. Chúng ta cần một biểu thức mà chúng ta có thể nhìn vào để tính toán sức mạnh và điều đó sẽ luôn đúng trong hầu hết thời gian.

4. Một số bài tập vận dụng

Bài tập 1: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng và tần số không đổi lần lượt vào hai đầu R, cuộn cảm thuần L, tụ điện C thì cường độ hiệu dụng qua mạch tương ứng là 0,25A; 0,5A; 0,2A. Nếu đặt điện áp xoay chiều vào cả 3 phần tử trên mắc nối tiếp thì cường độ hiệu dụng qua mạch là bao nhiêu.

Hướng dẫn giải:

R = U/IR = 4U

ZL= U/IL = 2U

ZC = U/IC = 5U

=> Z = 5U => I = U/Z = 0,2A

Bài tập 2: Đặt hiệu điện thế u = Uocosωt vào đoạn mạch RLC không phân nhánh. Hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu điện trở là 80V, hai đầu cuộn dây thuần cảm là 120V, hai đầu tụ điện là 60V. Tính hiệu điện thế hiệu dụng giữa hai đầu đoạn mạch

Hướng dẫn giải

U = √(UR)2 +(UL−UC)2 = 100V

Bài tập 3: Đặt điện áp xoay chiều có giá trị hiệu dụng không đổi và tần số f thay đổi được vào hai đầu cuộn cảm thuần. Khi f = 50Hz thì cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng 3A. Khi f = 60Hz thì cường độ dòng điện có giá trị hiệu dụng là bao nhiêu

Hướng dẫn giải

I = U/ZL = U/2πfL

=> I1/I2 = f2/f1 => I2 = 2,5A

-------------------------------------

Trên đây, Toploigiai đã cùng các bạn tìm hiểu về câu hỏi Giá trị hiệu dụng là gì? Chúng tôi hi vọng bài viết này hữu ích với các bạn, chúc các bạn học tốt.