7.3 : القيمة الفعالة للمنحنى الموجي الدوري

يعد مفهوم القيمة الفعالة، قيمة الجذر التربيعي المتوسط (RMS)، أمرًا بالغ الأهمية في فهم الدوائر الكهربائية وتوصيل الطاقة. تنبثق هذه الفكرة من ضرورة قياس فعالية مصدر الجهد أو التيار في إمداد الطاقة لحمل مقاوم.

تمثل القيمة الفعالة للتيار الدوري التيار المباشر (DC) الذي ينقل نفس متوسط القدرة إلى المقاوم مثل التيار الدوري نفسه. هذا المفهوم أمر بالغ الأهمية عند تقييم دوائر التيار المتردد. لتحديد القيمة الفعالة للتيار، يجب العثور على RMS اللحظي، وهو الجذر التربيعي لمتوسط قيم التيار اللحظية المربعة خلال فترة ما. تتوافق قيمة RMS هذه مع التيار المستمر الذي يوفر نفس متوسط الطاقة مثل التيار الدوري عند تطبيقه على المقاوم.

وبالمثل، يتم حساب القيمة الفعالة للجهد بنفس طريقة حساب التيار. إنه يمثل جهد RMS، الضروري لتقييم استهلاك الطاقة في الأنظمة الكهربائية.

تعد قيمة RMS مفهومًا أساسيًا، ولا تقتصر على الإشارات الجيبية. بالنسبة لأي دالة دورية، يتم حساب قيمة RMS من خلال إيجاد مربع الدالة، وتحديد متوسط المربعات، ثم أخذ الجذر التربيعي لهذا المتوسط. في التطبيقات العملية، غالبًا ما يتم التعبير عن الجهد والتيار من حيث قيم RMS الخاصة بهم بدلاً من قيم الذروة. وذلك لأن متوسط قيمة الإشارة الجيبية هو صفر، مما يجعل قيمة RMS مقياسًا أكثر فائدة لتحليل الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم أجهزة قياس الفولتميتر والأميتر التناظرية لقراءة قيم RMS للجهد والتيار مباشرة، مما يجعلها أدوات لا غنى عنها في قياسات الطاقة.