AC 02: Time Behaviour And Parameters

Heinz Peterschofsky
4 Dec 202327:31

Summary

TLDRDieses Video erklärt die Konzepte von Wechselstrom (AC) und seinen verschiedenen Werten. Es behandelt den Durchschnittswert, den Gleichrichtungswert und den effektiven Wert (RMS), der für die Leistungsvergleiche zwischen Wechsel- und Gleichstrom wichtig ist. Es wird auch gezeigt, wie der effektive Wert für sinusförmige Wechselströme berechnet wird, und es wird betont, dass der Faktor für den effektiven Wert nur für sinusförmige Wellen gilt. Der Videoinhalt ist für alle, die mehr über die Grundlagen des Wechselstroms und seine praktische Anwendung lernen möchten, von Interesse.

Takeaways

  • 🔌 Der Durchschnittswert (mittelwert) eines Wechselstroms kann durch Integration über einen Periodenzeitraum und anschließendes Dividieren durch die Periodendauer berechnet werden.
  • 🔄 Ein Wechselstrom mit einem Durchschnittswert von Null ist ein reiner Wechselstrom, während ein nicht-nuller Durchschnittswert auf ein pulsierendes Signal hinweist.
  • 📏 Der Gleichrichtswert (rectified value) wird durch die Summierung der absoluten Werte des Wechselstroms über einen Periodenzeitraum bestimmt und gibt eine positive Orientierung des Stroms an.
  • ⚡ Der Effektivwert (RMS, root mean square) ist ein Maß für die Wirksamkeit eines Wechselstroms und wird durch die Quadratwurzel aus dem Durchschnitt des Quadrats der Stromstärke über einen Periodenzeitraum berechnet.
  • 🌊 Für Sinuswellen ist der Effektivwert um den Faktor √2 kleiner als der Spitzenwert (Peak value), da die quadratische Natur der Stromstärke die kleineren Werte stärker abdämpft.
  • 📐 Die Formel für den Effektivwert einer Sinuswelle ist \( X_{\text{eff}} = \frac{X_{\text{amplitude}}}{\sqrt{2}} \), wobei \( X_{\text{amplitude}} \) die Amplitude der Sinuswelle ist.
  • 🔄 Die Phasenverschiebung (Phase shift) in einer Sinuswelle kann durch einen Offset in der Argumentenfunktion der Sinusfunktion modelliert werden.
  • 🌀 Die Kreisfrequenz (angular frequency) Omega ist mit der Frequenz F verknüpft durch die Beziehung \( \Omega = 2\pi f \) und ist für die Beschreibung der Sinuswelle von Bedeutung.
  • 📊 Die Integration zur Berechnung des Effektivwerts einer Sinuswelle führt auf die Erkenntnis, dass der Effektivwert halber Periodendauer entspricht, was zu \( \frac{T}{2} \) führt.
  • 🔢 Die Berechnung des Effektivwerts für nicht-sinusförmige Wellen erfordert eine andere Herangehensweise, da der Faktor √2 nur für Sinuswellen gilt.

Q & A

  • Was ist der Durchschnittswert eines Wechselstroms?

    -Der Durchschnittswert eines Wechselstroms wird durch Multiplikation der Amplitude mit der Zeitdauer, während der ein bestimmter Wert vorliegt, und anschließendes Dividieren durch die Gesamtperiodendauer berechnet. Er ist Null für sinusförmige Wechselströme und zeigt, ob es sich um einen Wechselstrom oder ein pulsierendes Signal handelt.

  • Wie wird der Effektivwert eines Wechselstroms berechnet?

    -Der Effektivwert, auch als RMS (Root Mean Square) bezeichnet, wird durch die Quadrierung der Amplitude, Multiplikation mit der Zeitdauer und anschließendem Wurzelziehen des Ergebnisses über der gesamten Periodendauer berechnet. Für sinusförmige Wellen ist der Faktor der Quadratwurzel aus 2 zu berücksichtigen.

  • Was ist der Unterschied zwischen dem Effektivwert und dem Spitzenwert eines sinusförmigen Wechselstroms?

    -Der Effektivwert ist kleiner als der Spitzenwert, da er die Wirksamkeit des Stroms angibt, während der Spitzenwert die maximale Amplitude der Welle darstellt. Für sinusförmige Wechselströme ist der Effektivwert um den Faktor der Quadratwurzel aus 2 kleiner als der Spitzenwert.

  • Was ist die Bedeutung des Begriffes 'Geglätteter Wert' in Bezug auf Wechselströme?

    -Der geglättete Wert ist der Wert, der durch die Summierung und anschließende Division der absoluten Werte der Wechselstromamplituden über die gesamte Periodendauer berechnet wird. Er zeigt, wie groß oder klein der Wechselstrom ist, ohne die negativen Werte zu berücksichtigen.

  • Warum ist der Effektivwert wichtig, wenn man Wechselstrom und Gleichstrom vergleicht?

    -Der Effektivwert ist wichtig, um die Wirksamkeit von Wechselstrom und Gleichstrom zu vergleichen, da er angibt, wie viel Leistung ein Wechselstrom übertragen kann, vergleichbar mit einem Gleichstrom von gleichem Effektivwert.

  • Wie wird die Amplitude eines sinusförmigen Wechselstroms definiert?

    -Die Amplitude eines sinusförmigen Wechselstroms ist der maximale Wert der Welle, der auch als Spitzenwert bezeichnet wird. Sie gibt an, wie hoch oder tief die Welle oszilliert.

  • Was ist die Rolle der Kreisfrequenz (Omega) in der Beschreibung eines sinusförmigen Wechselstroms?

    -Die Kreisfrequenz Omega gibt an, wie schnell die sinusförmige Welle oszilliert. Sie ist mit der normalen Frequenz F verknüpft, indem Omega gleich 2 Pi mal F gesetzt wird, wobei 2 Pi eine vollständige Rotation darstellt.

  • Was ist ein Phasenverschiebung und wie wird sie in einem sinusförmigen Wechselstrom dargestellt?

    -Eine Phasenverschiebung ist eine Verschiebung der Welle über die Zeitachse. Sie wird durch den Faktor 'Phi' (Φ) dargestellt und kann dazu führen, dass die Welle früher oder später beginnt, was mathematisch als Omega t plus Phi ausgedrückt wird.

  • Wie wird die Wirksamkeit eines Wechselstroms in einem Netz beschrieben?

    -Die Wirksamkeit eines Wechselstroms wird durch den Effektivwert beschrieben, da dieser die durchschnittliche Leistung angibt, die ein Wechselstrom übertragen kann, vergleichbar mit einem Gleichstrom von gleichem Effektivwert.

  • Warum ist es schwierig, mit sinusförmigen Wellen zu arbeiten, und was wird in zukünftigen Videos thematisiert?

    -Es ist schwierig, mit sinusförmigen Wellen zu arbeiten, weil ihre mathematische Beschreibung komplex ist und sie nicht einfach addiert oder subtrahiert werden können. In zukünftigen Videos wird es darum gehen, sinusförmige Wellen in einer anderen Form zu repräsentieren, die ihre Handhabung erleichtert.

Outlines

00:00

🔋 Einführung in Wechselstrom

Der Sprecher begrüßt die Zuschauer und führt in das Thema Wechselstrom ein. Es wird erklärt, dass Wechselstrom durch periodische Werte gekennzeichnet ist, die sich über die Zeit verändern. Der Unterschied zwischen pulsierenden, wechselnden und gleichgerichteten Werten wird erläutert. Es wird die Frage aufgeworfen, welchen Wert man für Wechselstrom verwendet – den Anfangs-, Maximal- oder Endwert. Der Sprecher erklärt, dass er verschiedene Werte vorstellen wird, um zu bestimmen, welcher am sinnvollsten ist.

05:04

📊 Der Durchschnittswert von Wechselstrom

Der Sprecher erklärt den Begriff des Durchschnittswerts, der durch die Summierung von Werten über eine bestimmte Zeit und deren anschließende Division durch die Dauer der Periode berechnet wird. Wenn der Durchschnittswert Null ist, handelt es sich um eine wechselnde Größe, andernfalls um eine pulsierende Größe. Der Prozess der Berechnung wird auch für nicht-lineare Funktionen erläutert, wobei Integrale für sehr kleine Zeitabschnitte verwendet werden.

10:07

➖ Der Gleichrichtwert von Wechselstrom

In diesem Abschnitt wird der Begriff des Gleichrichtwerts erläutert. Der Sprecher erklärt, dass der Gleichrichtwert alle Werte positiv betrachtet, also auch negative Werte als positiv zählt. Dadurch wird der Gleichrichtwert größer als der Durchschnittswert und eignet sich besser, um die Größe einer Wechselgröße zu bestimmen. Der Sprecher führt die Berechnung des Gleichrichtwerts fort und erwähnt dabei den Unterschied zwischen Spannung und Leistung.

15:08

⚡ Effektivwert und RMS

Der Sprecher erklärt den Effektivwert, auch bekannt als Root Mean Square (RMS). Dieser Wert gibt an, wie effektiv eine Wechselgröße ist, indem sie mit einer Gleichgröße verglichen wird. Der Effektivwert wird als besonders wichtig dargestellt, um die tatsächliche Leistung zu bestimmen, da kleine Werte im Vergleich zur Gesamtleistung weniger ins Gewicht fallen. Der Sprecher führt die mathematische Berechnung des Effektivwerts durch, indem das Quadrat der Werte genommen, gemittelt und dann die Quadratwurzel gezogen wird.

20:09

📐 Berechnung des Effektivwerts für Sinuswellen

Der Sprecher wendet die zuvor erläuterte Methode der Effektivwertberechnung auf eine Sinuswelle an. Dabei wird erklärt, dass eine Sinuswelle durch eine Kreisfrequenz und eine Phasenverschiebung beschrieben wird. Es wird auch darauf eingegangen, wie sich die Amplitude und die Frequenz auf die Sinuswelle auswirken. Der Sprecher leitet schließlich die Formel für den Effektivwert einer Sinuswelle her und zeigt, wie man die Werte für verschiedene Funktionen berechnen kann.

25:09

📝 Integralrechnung für Sinuswellen

In diesem Abschnitt geht der Sprecher tiefer in die Integralrechnung ein, um den Effektivwert für eine Sinuswelle zu berechnen. Er beginnt mit der Berechnung des Integrals von Sinusquadraten und zeigt die Schritte der Integration auf. Durch das Anwenden des Pythagoras wird die Identität von Sinus- und Kosinusquadraten genutzt, um das Integral zu vereinfachen. Der Sprecher demonstriert, wie man durch diese Methode zu dem Ergebnis kommt, dass das Integral des Sinusquadrats über eine Periode der halben Periodendauer entspricht.

📏 Effektivwert für Sinus- und andere Wellenformen

Hier fasst der Sprecher die bisherige Herleitung des Effektivwerts für Sinuswellen zusammen und erklärt, dass dieser Wert immer kleiner ist als der Spitzenwert der Welle, da kleine Werte bei der Leistungsermittlung weniger relevant sind. Er weist darauf hin, dass der Faktor Wurzel aus 2 nur für Sinuswellen gilt. Für andere Wellenformen müsste eine andere Methode verwendet werden, um den Effektivwert zu berechnen. Abschließend wird darauf hingewiesen, dass die Effektivwertberechnung eine Standardmethode für Sinuswellen darstellt, aber bei anderen Signalen Vorsicht geboten ist.

Mindmap

Keywords

💡Wechselstrom

Wechselstrom ist ein elektrischer Strom, dessen Richtung und Stärke periodisch wechseln. Im Video wird erläutert, dass Wechselstrom durch periodisch veränderliche Werte gekennzeichnet ist, die sich im Laufe der Zeit wiederholen, aber sich ständig ändern. Dies ist ein zentrales Konzept, um zu verstehen, wie Wechselstrom funktioniert und wie er von Gleichstrom unterschieden wird.

💡Mittlere Wert

Der mittlere Wert, auch als Durchschnittswert bezeichnet, ist ein Maß für die durchschnittliche Stärke eines Wechselstroms über einen bestimmten Zeitraum. Im Video wird beschrieben, wie man den mittleren Wert eines Wechselstroms durch Multiplikation der Dauer, in der ein bestimmter Wert vorhanden ist, und anschließendes Dividieren durch die Gesamtdauer des Periodenzyklus berechnet. Dies hilft, die durchschnittliche Leistung eines Wechselstroms zu bestimmen.

💡Gleichstrom

Gleichstrom ist im Gegensatz zum Wechselstrom ein Strom, dessen Richtung und Stärke konstant bleiben. Im Video wird darauf hingewiesen, dass der mittlere Wert eines Wechselstroms null ist, wenn er mit einem Gleichstrom verglichen wird, was auf die unterschiedliche Art und Weise hindeutet, wie Wechsel- und Gleichstrom Energie übertragen.

💡Gleichrichtswert

Der Gleichrichtswert ist ein Maß für die effektive Größe eines Wechselstroms, indem man die absolute Werte der Stromstärke über einen Periodenzyklus addiert und durch die Periodendauer dividiert. Im Video wird erläutert, dass der Gleichrichtswert verwendet wird, um die Größe eines Wechselstroms zu messen, da er die positiven und negativen Werte addiert, um einen positiven Gesamtwert zu erhalten.

💡Wurzel aus dem quadrierten Durchschnitt (RMS-Wert)

Der RMS-Wert, auch als effektiver Wert bezeichnet, ist ein Maß für die effektive Größe eines Wechselstroms, der die Leistung eines Wechselstroms mit dem eines Gleichstroms vergleichen lässt. Im Video wird erklärt, dass der RMS-Wert durch Quadrieren der Werte eines Wechselstroms, Multiplikation mit der Zeit und anschließendem Wurzelziehen des Ergebnisses über einen Periodenzyklus berechnet wird. Dies ist ein wichtiger Faktor, um die Wirksamkeit eines Wechselstroms zu bewerten.

💡Amplitude

Die Amplitude ist der maximale Wert, den eine sinusförmige Welle in einem Wechselstrom erreicht. Im Video wird die Amplitude als ein zentraler Bestandteil der Beschreibung einer sinusförmigen Welle hervorgehoben, da sie die Höhe des Peaks der Welle angibt, was für die Berechnung des effektiven Wertes und anderer Kennwerte wichtig ist.

💡Kreisfrequenz

Die Kreisfrequenz, auch als Omega bezeichnet, ist ein Maß für, wie oft eine Welle in einem Wechselstrom pro Sekunde oszilliert. Im Video wird erklärt, dass die Kreisfrequenz durch das Multiplizieren von 2π mit der Frequenz (in Hertz) berechnet wird, was für die Beschreibung der Zeitverhaltens und der Frequenz von sinusförmigen Wellen entscheidend ist.

💡Phasenverschiebung

Eine Phasenverschiebung ist eine vertikale Verschiebung einer Wellenform auf einem Zeitstrahl. Im Video wird die Phasenverschiebung als ein Parameter beschrieben, der die Zeit angibt, in der eine sinusförmige Welle beginnt, was für die genaue Beschreibung und Berechnung von Wechselstromwerten wichtig ist.

💡Sinuswelle

Eine Sinuswelle ist eine periodische Wellenform, die in der Elektrotechnik häufig verwendet wird, um Wechselströme zu beschreiben. Im Video wird die Sinuswelle als ein grundlegendes Modell für Wechselströme verwendet, um die Berechnung von Durchschnittswerten, Gleichrichtwerten und RMS-Werten zu veranschaulichen.

💡Integrieren

Integrieren ist ein mathematisches Verfahren, das verwendet wird, um die Fläche unter einer Kurve zu berechnen, was für die Bestimmung des mittleren Wertes und des RMS-Wertes von Wechselströmen relevant ist. Im Video wird das Integrieren als ein Werkzeug beschrieben, das verwendet wird, um die Summe der kleinen Rechtecke oder Streifen unter einer Sinuswelle zu finden, um den effektiven Wert zu berechnen.

Highlights

Alternating current (AC) is characterized by periodically changing values over time.

AC can be pulsating, alternating, or direct values, all fulfilling the condition of periodicity.

The average value of AC is calculated by integrating the product of instantaneous value and time over one period and dividing by the period.

An average value of zero indicates an alternating quantity, while a non-zero value indicates a pulsating quantity.

The rectified value of AC is obtained by taking the absolute value of the instantaneous value, multiplying by time, and averaging over a period.

The effective value, or root mean square (RMS), is used to compare the effectiveness of AC with direct current (DC).

The RMS value is calculated by squaring the instantaneous value, integrating over a period, averaging, and then taking the square root.

For sinusoidal AC, the RMS value is the amplitude divided by the square root of two.

The peak value of a sinusoidal AC is higher than the RMS value by a factor of the square root of two.

The concept of circular frequency (Omega) is introduced to describe the rate of change in a sine wave.

The phase shift in a sine wave is represented by adding an offset to the circular frequency.

The integral of sine squared over a period equals half the period for a sine wave.

The effective value of a sine wave is derived through integration and trigonometric identities.

The square root of two factor in RMS calculation is specific to sinusoidal waves and alternating quantities.

The RMS value is considered the effective value for sinusoidal signals in many practical applications.

Future discussions will cover alternative representations of sinusoidal waves to simplify calculations and analysis.

Transcripts

play00:00

hello and welcome to a new video about

play00:02

alternating current last time we talked

play00:05

about what alternating current is now we

play00:08

know that there are pulsating values

play00:11

maybe yeah that there are alternating

play00:14

values that there are even direct values

play00:17

and they all fulfill but they all

play00:19

fulfill the condition that is

play00:21

periodically okay so we have

play00:23

periodically

play00:25

values so this value might change over

play00:29

time or it will change over time that's

play00:32

the characteristic of alternating

play00:34

current yeah it is repeating itself but

play00:36

it's changing over time so with just one

play00:40

value which value should I give the

play00:43

value at the beginning the maximum value

play00:45

the value at the end the maximum and the

play00:47

minimum value what what

play00:51

what today I want to show you some

play00:53

values we

play00:56

might know yeah or can calculate and

play01:00

then we can decide which one has the

play01:02

most sense yeah so one thing we already

play01:05

talked last time it's the average value

play01:08

okay mean value average

play01:20

value the average

play01:23

value the symbol of the average value

play01:28

is

play01:31

X for the variable with little

play01:36

bar and we said okay we're taking the

play01:39

value at a certain point time x multiply

play01:43

how long this value is at this level

play01:46

yeah and we summarize all those

play01:50

things from zero to the whole periodic

play01:55

duration yeah and then we divide by the

play01:58

periodic duration we have the average

play02:00

value

play02:03

right so if we at one point we have 1

play02:07

millisecond we have 1 volt then we have

play02:09

3 milliseconds 2 volts then we have 1

play02:12

millisecond minus 2 volts so I take all

play02:15

this yeah multiply by the duration we

play02:18

take yeah it takes and divide them by

play02:21

the

play02:22

total periodic

play02:24

duration then we can calculate the

play02:27

average value and if this average value

play02:29

is zero we know we have an alternating

play02:32

quantity if this average value is not

play02:35

zero we know we have a pulsating

play02:37

quantity that's about it yeah and if

play02:41

it's not in segments yeah maybe you can

play02:45

solve rectangles you can

play02:48

solve triangles yeah but if if it's for

play02:53

instance a sinus wave yeah which is very

play02:56

common then we are at the end yeah what

play02:59

if this is some common function yeah

play03:04

some some functions with some function

play03:06

simply not just steps then we have to do

play03:11

the following thinking we say okay we're

play03:13

not we not summarizing all parts we are

play03:18

segmenting my fun in our function in

play03:21

very small very small rectangles and and

play03:25

these rectangles they're that tiny that

play03:27

they just just there yeah unimaginable

play03:32

small but just there then this is uh an

play03:37

Infinity M transition and we no longer

play03:40

write delta T we write DT okay so this

play03:44

is this very very small Delta D of

play03:47

course we have to multiply with X from d

play03:49

and then we have to summarize all those

play03:52

small

play03:53

stripes and we don't write them the sum

play03:55

sign we do write a big S we call it

play03:59

integral from nulis from 0 to the

play04:03

periodic duration and of course this

play04:07

that's it it's the average value of with

play04:11

infinity deal transition now it's a

play04:14

so-called integral

play04:16

and well average value but you canot

play04:21

tell I mean here average value is zero

play04:23

if it like last time I already said if I

play04:26

touch this in in the power sockets I

play04:29

probably hurt

play04:31

myself so there's another thing the

play04:34

other thing is called rectified

play04:49

value this rectified

play04:56

value

play04:58

symbol

play05:03

because actually it's ex it's exactly

play05:05

the same here we

play05:08

summarize we divide we use this X from D

play05:13

multiplied by a Delta time but we're not

play05:17

using X from T we

play05:20

using the absolute value of x from T so

play05:23

also negative value will count as

play05:26

positive yeah this

play05:28

means well all things will add up and

play05:33

I'm can tell if something is big or not

play05:37

that big yeah here they are eliminating

play05:41

itself here they're summarizing yeah so

play05:46

also here after the from n to Z to T

play05:50

after the infinite transition we have

play05:53

your average value from

play05:57

X DT that's the rectified value yeah so

play06:02

the rectified value already shows if

play06:04

something is big or

play06:08

small but do you remember how we

play06:10

calculated the

play06:12

power power was voltage multiplied by

play06:15

current U multiplied by I taking into

play06:19

account the ohms law it was u² / r or a

play06:24

squ air squ multili R we have the square

play06:30

so double a voltage does not mean double

play06:33

the power double the voltage means qu uh

play06:38

qu four times the power of course yeah

play06:41

half the half the voltage means quarter

play06:43

of the

play06:45

power this is not suitable for say how

play06:50

effective a voltage is because also the

play06:53

small parts simply add up yeah but the

play06:56

small parts you know they are not that

play06:58

important because they really do not

play07:00

bring that much power inside if I want

play07:03

to compare alternating current with

play07:05

direct current I need to somehow tell

play07:09

how effective a value is and

play07:13

therefore is the effective

play07:25

value effective

play07:28

value

play07:30

or often often called root mean

play07:42

Square RMS

play07:45

yeah this already tells what we have we

play07:48

are calculating so our effective value

play07:51

this the symbol is a big the big symbol

play07:55

the big letter of the of the symbol yeah

play07:58

and this is now we summarize

play08:03

again over the whole yeah multiply again

play08:07

but this Delta D and this time we're not

play08:10

taking X from D we're taking x

play08:14

squared yeah and then of course we do

play08:17

the we do the average value again mean

play08:21

Square yeah and root this root is still

play08:24

missing yeah because right now I would

play08:26

have I don't know m²

play08:30

of but so we make a

play08:33

root square root yeah now we have amps

play08:37

or volts or whatever X

play08:40

is that's the effective value if you

play08:44

want to write

play08:58

it

play08:59

for every function it would look like

play09:02

this effective

play09:08

value this tells how effective here we

play09:11

said we have 230 volts inside and this

play09:14

23

play09:16

volts they are the effective value the

play09:18

root mean square and this is as

play09:21

effective as it there would be 230 volt

play09:24

as

play09:25

powerful as would be 230 volt of direct

play09:28

current inside

play09:31

now let's have a look often we are using

play09:34

sine waves yeah and what is this X from

play09:37

d for a sign wave yeah here I tried to

play09:40

draw a sine wave yeah so this is our X

play09:44

from T shall be right so our X from T we

play09:50

want to write it down X from

play09:53

T

play09:56

equals we have some

play09:58

sign

play10:00

MH and the sign is changing between

play10:02

minus one and one H it's going up to one

play10:06

it's going down to minus one here it's

play10:09

going up to some some Peak value yeah

play10:13

some amplitude this B will I have to

play10:16

multiply with this so This

play10:21

X is called

play10:28

amplitude also Peak

play10:37

value in in ballting things you have to

play10:41

be careful with this peak value

play10:43

amplitude is somehow nicer so we have

play10:45

sinus and then we have some angle right

play10:50

and we somehow has to determine how fast

play10:54

this is changing and therefore we using

play10:56

a circular frequency Omega and the and

play11:00

the time T yeah so

play11:04

Omega is the

play11:08

cular

play11:14

frequency with the normal normal

play11:16

frequency repeating by second we have

play11:20

omega equal 2 pi

play11:25

F okay so in here we would have

play11:29

50

play11:30

Herz and our Omega would be 2 pi MTI 50

play11:35

because 2 pi is a full rotation and I

play11:37

need this radiant here for

play11:40

my sinus function okay right now yeah

play11:46

our sinus would start here yeah at

play11:50

zero and what if I want to have set

play11:53

nobody said it must start here

play11:56

nobody so if you want an F set we have

play11:59

to Simply add an of set here

play12:05

yeah this the zero

play12:10

face angle face

play12:14

shift zero phase shift at zero time yeah

play12:18

how many radiant we are we have diant

play12:22

and this stuff here yeah this is called

play12:26

V equals Omega t plus 3x so exactly what

play12:31

is inside our sinus here this is called

play12:37

phase phase

play12:44

okay yeah so this is describing a sine

play12:49

wave right and we this where is this

play12:53

let's calculate the effective value of a

play12:56

sine wave let's try this is want yeah

play13:00

now that we know what is X from D why

play13:02

not so let's make an

play13:12

example and I want to make it easy so

play13:15

look at that I will

play13:18

say the amplitude is

play13:21

one yeah I will say we have no no zero

play13:25

phase yeah zero yeah and my circular

play13:30

frequency is one so actually what is at

play13:33

the end X from T

play13:36

equals sinus from

play13:39

T that's that's our example

play13:44

right now we want to

play13:47

know the

play13:53

effective

play13:55

value well we had this X

play14:00

equals again I'm using this formula

play14:07

now square root of 1 / T integral from 0

play14:13

to T from x² T

play14:20

DT so in our

play14:27

case sence

play14:29

squ D

play14:35

DT this we have to

play14:37

calculate

play14:40

right and now now I'm grabbing a new

play14:44

sheet of

play14:47

paper

play14:49

because what we want to calculate is

play14:54

integral 0 to

play14:57

T sin s red from D

play15:04

DT only this part is in a part we want

play15:08

to

play15:10

calculate why I'm grabbing a new sheet

play15:12

of paper because you will see mhm

play15:16

okay there something to do so actually

play15:19

we could

play15:22

say that sinus from T multiplied by

play15:26

sinus from t

play15:30

DT

play15:32

yeah now we have this chain law yeah so

play15:36

we say that's

play15:39

G Dash and that's

play15:45

F so what is now our G from

play15:51

T cosinus is minus sinus so this must be

play15:55

minus

play15:57

cosinus

play15:59

and our F Das from

play16:02

T

play16:03

sinus derive this

play16:09

cosinus so let's see what is left first

play16:12

I need to to use G from

play16:15

T G from T is minus

play16:21

cosinus multiplied by F from

play16:26

t h this is

play16:31

sinus and then we have minus

play16:34

integral 0 to T and inside the integral

play16:39

we just shift in this so we have G from

play16:43

D this again minus

play16:47

cosinus multiplied by

play16:52

F derived yeah F derived is

play16:57

cosinus

play17:03

that's it so let's write this once again

play17:07

we have minus cosinus from from T sinus

play17:11

from

play17:12

T and here plus integral 0 D cos *

play17:19

cosinus cos s d

play17:25

DT good huh now we have not just a s of

play17:29

squar we have a CO of squar and other

play17:33

stuff does it look

play17:35

easier not

play17:39

yet let's have a look at this Co sinus

play17:42

cosinus squar and stuff and Stu yeah

play17:45

well let's make the unit circle here's

play17:47

the unit

play17:49

circle so we have here one we have here

play17:52

one there's the

play17:57

circle H we have here one radius is

play18:02

one now let's have a look what is

play18:09

this this is if we have here the angle

play18:16

Al this is uh

play18:21

sinus and what is

play18:27

this

play18:29

that is

play18:30

coinus

play18:34

coinus and here we

play18:40

have

play18:41

90° so this

play18:44

means

play18:46

pagas sinus squ from

play18:49

alpha plus cos squ from

play18:53

alpha equal 1 2

play18:57

1

play19:01

this means Co

play19:03

squ from

play19:05

alpha ALS

play19:10

1us sinus

play19:12

squ from

play19:16

Alpha and what is true for Alpha is also

play19:19

true for here so let's use this new

play19:23

stuff and say integral 0 from T sinus

play19:28

squ D DT

play19:32

equals minus cosinus from

play19:36

T sinus from t plus integral from n to T

play19:45

1us sinus s d

play19:53

DT

play19:55

equals

play19:56

minus Co cus from

play19:59

T sinus from

play20:02

t plus integral from 0 to T 1 DT minus

play20:08

integral 0 to T sin

play20:13

s from T DT this is just

play20:19

T So This is actually minus cosinus from

play20:25

T sinus from t plus T minus integral

play20:30

from 0 to T sinus s from D

play20:35

DT and what is on the other end of this

play20:39

equation this is still integral

play20:43

from sinus squ D

play20:48

DT this I bring to the other to the

play20:51

other side and I have here 2 sin squ

play20:53

yeah so I have here 2 * integral 0 from

play20:58

T sinus

play21:01

squar

play21:02

dtt this and what is left on this side

play21:05

is T

play21:09

minus cosinus from

play21:11

T sinus from T between 0 and

play21:19

T let's calculate this upper upper

play21:23

border minus lower border so we have

play21:25

here D minus cosinus from T sinus from T

play21:34

and now

play21:35

minus Z minus and minus is plus plus

play21:40

cosinus from Z sinus from

play21:45

zero

play21:49

H conus from T is 1 sinus from T is Z

play21:54

cosinus from 0 is 1 sinus from 0 is 0

play21:58

yeah what is

play22:00

left

play22:02

equals

play22:04

T cuz this is z z zero what is left is T

play22:10

so in conclusio integral from 0 to T sin

play22:17

squar

play22:19

TTT

play22:21

equals periodic duration divided by

play22:26

two

play22:29

this is what we found out yeah and this

play22:32

is where is it here what we going to use

play22:36

here yeah I write down

play22:42

with integral 0 to T sin s t DT equals

play22:50

what is this

play22:53

T

play22:55

half get rid of this

play22:59

let's see what is the result if I write

play23:03

this in here our

play23:05

x

play23:08

equals 1 / D

play23:11

multiplied D /

play23:14

2 there's not much left equals Square <

play23:19

TK one of 12 and this equal 1 / < TK of

play23:26

2

play23:32

now if we would have here this not one

play23:36

yeah

play23:39

but something yeah then we would read uh

play23:45

we would see uh

play23:49

for sinus

play23:56

shaped

play24:00

alternating

play24:05

quantities X the effective Val value

play24:09

equals x the amplitude / square root of

play24:14

2 x the amplitude equals the effective

play24:18

value multiplied by the sare otk of

play24:21

two okay so if we say in here we have

play24:24

230 volts then the maximum the peak

play24:27

value is not 230 Vol it's 230 Vols

play24:30

multiplied by the sare root of two much

play24:32

higher much higher huh so here we're

play24:36

much higher the effective value is not

play24:39

that high because simply the small

play24:42

values here they do not really bring too

play24:45

much power because of the square yeah so

play24:49

the effective value the mean root square

play24:53

is

play24:55

Factor square root of two smaller than

play24:59

the peak value yeah but now we have seen

play25:02

where this is coming from right

play25:05

here this was where this was coming from

play25:08

this

play25:09

is

play25:13

uh now I'm really really losing losing

play25:16

track of all my my

play25:20

here of all my sheets yeah it's just

play25:26

valid for

play25:29

or uh sinus functions because it's

play25:32

coming of this because we had this sinus

play25:35

squar here this this is what we done

play25:37

what we've done here s a square that's

play25:39

that's that's it and there the root this

play25:42

the square root of two is appearing H so

play25:46

if we do have other

play25:50

then other functions then than S sine

play25:53

waves we have to

play25:55

use we cannot use Square Ro of two

play26:00

yeah it's important to know because a

play26:04

lot of times you hear yeah it's square

play26:06

root of two huh no only in sine waves

play26:10

and only in case there's

play26:12

alternating uh quantities if this is a

play26:15

pulsating

play26:16

quantity

play26:20

oh

play26:22

good so this was the time behavior and

play26:25

parameters if we not mentioning any else

play26:28

then a mentioned value is always the

play26:30

effective value of a sinus shaped signal

play26:34

is always the effective value

play26:38

okay and since our effect uh sinus

play26:42

shaped waves are very important to us

play26:45

it's not that easy to to calculate with

play26:47

sine waves well one sine wave or

play26:51

right more sine waves multiply them sub

play26:55

summarize them substitute them

play26:58

it's not that easy yeah so next time we

play27:02

will talk about how we can represent a

play27:05

sinus

play27:08

wave different in a different form which

play27:10

makes us easier to handle them next

play27:16

time variant of sinus sin sinos

play27:21

solal quantities for this time thank you

play27:25

very much for listening goodbye

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