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Mit Gleichstrom ist es einfach, die Spannung zwischen zwei Punkten in einer elektronischen Schaltung zu bestimmen: Sie messen einfach die Spannung mit einem Voltmeter. Mit Wechselstrom ist das Messen der Spannung jedoch nicht so einfach. Das liegt daran, dass sich die Spannung in einem Wechselstromkreis ständig ändert.
Es gibt eigentlich drei Möglichkeiten, wie Sie die Spannung in einem Wechselstromkreis messen können. Die drei Wege sind:
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Spitzenspannung: Eine Messung der größten zwischen 0 V und dem höchsten Punkt des AC-Zyklus anliegenden Spannung. Es ist die maximale Spannung, die die Wechselspannung erreicht.
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Spitze-Spitze-Spannung: Die Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Spitze der Wechselspannung. In den meisten Wechselspannungen ist die Spitze-Spitze-Spannung doppelt so groß wie die Spitzenspannung.
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Effektivspannung: Die mittlere Spannung der Schaltung; auch als mittlere Spannung bezeichnet. RMS steht für quadratischer Mittelwert , aber das ist nur wichtig, wenn Sie für eine Prüfung oder etwas lernen. Die Effektivspannung ist der häufigste Weg, um die Spannung eines Wechselstromkreises festzulegen.
Wenn wir zum Beispiel sagen, dass die Spannung an einer Steckdose 120 VAC beträgt, dann meinen wir damit, dass die Effektivspannung 120 V beträgt.
Wenn die Wechselspannung einer wahren Spannung folgt Sinuswelle, die Effektivspannung ist gleich dem 0,770-fachen der Spitzenspannung. Oder um es herumzudrehen, ist die Spitzenspannung ungefähr das 1,4-fache der Effektivspannung. Somit beträgt die tatsächliche Spitzenspannung an einer Haushaltssteckdose etwa 168 V.
Die wahre Effektivspannung ist etwas schwierig zu berechnen, da sie ziemlich kompliziert ist. Der RMS-Wert wird durch Abtasten der tatsächlichen Spannung in sehr kleinen Zeitschritten berechnet. Dann werden die Abtastspannungen quadriert, die Quadrate der Spannungen werden addiert und der Durchschnitt aller quadrierten Werte wird berechnet. Schließlich wird die Quadratwurzel des Durchschnitts berechnet. Dies ist der tatsächliche Effektivwert.
Für eine echte Sinuswelle stellt sich die vorhergehende Berechnung als sehr nahe an der Multiplikation der Spitzenspannung mit 0,707 dar. Für Wechselspannungen, die keine echten Sinuswellen sind, kann jedoch der tatsächliche Effektivwert von dem Wert abweichen. "Multiplizieren mit 0. 707" Verknüpfung würde anzeigen.
Nahezu alle AC-Voltmeter melden die Effektivspannung, aber nur kostspieligere AC-Voltmeter berechnen den tatsächlichen Effektivwert, indem sie die Eingangsspannung abtasten und das Quadratsumme-Ding machen. Preiswerte Voltmeter messen einfach die Spitzenspannung und multiplizieren sie mit 0.707. Glücklicherweise ist dies für die meisten Zwecke nahe genug.
