Wartość skuteczna napięcia przemiennego to taka wartość napięcia stałego, która w tym samym odbiorniku rezystancyjnym wydzieliłaby taką samą moc cieplną jak dane napięcie przemienne.
W praktyce napięcia sieciowe, np. 230 V AC, podaje się właśnie jako wartości skuteczne, a nie maksymalne.
Dlaczego używa się wartości skutecznej?
Napięcie przemienne sinusoidalne ciągle się zmienia: rośnie, maleje i zmienia znak. Do obliczania mocy grzejników, żarówek czy rezystorów potrzebna jest wartość, która mówi o rzeczywistym skutku energetycznym. Tym skutkiem jest ilość wydzielonego ciepła.
Dlatego w obliczeniach mocy dla odbiornika rezystancyjnego stosuje się:
P = Usk² / R
gdzie Usk oznacza wartość skuteczną napięcia.
Przykład
Jeśli grzejnik jest zasilany napięciem przemiennym o wartości skutecznej 230 V, to do obliczeń podstawia się:
U = 230 V
Nie trzeba zamieniać tej wartości na amplitudę, jeśli zadanie dotyczy mocy czynnej w odbiorniku rezystancyjnym.
Wartość skuteczna a maksymalna
Dla przebiegu sinusoidalnego zachodzi zależność:
Umax = Usk · √2
Dla sieci 230 V wartość maksymalna wynosi około:
230 V · 1,41 ≈ 325 V
Nie oznacza to jednak, że do typowych wzorów na moc grzejnika należy podstawiać 325 V. W zadaniach egzaminacyjnych, jeśli podano napięcie skuteczne, używa się go bezpośrednio.
Zapamiętaj
- 230 V AC to wartość skuteczna,
- wartość skuteczna służy do obliczania mocy cieplnej,
- dla rezystora:
P = Usk² / R.