Μέση αξία

Ο ηλεκτρισμός υπάρχει παντού γύρω μας. Στις συσκευές που χρησιμοποιούμε, στα σπίτια που ζούμε και στα οχήματα, οδηγούμε. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τα βασικά του, ώστε να κατανοήσουμε καλύτερα τον κόσμο στον οποίο ζούμε. 

Η ηλεκτρική ενέργεια ρέει με τη μορφή ηλεκτρικών ρευμάτων μέσω των καλωδίων. Το ρεύμα έχει διαφορετικές μορφές και διάφορα χαρακτηριστικά που πρέπει να γίνουν κατανοητά. Σήμερα, θα εξετάσουμε μια πολύ κρίσιμη έννοια, δηλαδή την εισαγωγή στη μέση τιμή του ρεύματος. Είναι μια έννοια που χρησιμοποιείται για την αναπαράσταση της τιμής του εναλλασσόμενου ρεύματος που αλλάζει συνεχώς.

Τύποι ρεύματος

Το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσω των κυκλωμάτων με δύο διαφορετικές μορφές—δηλαδή συνεχές ρεύμα και εναλλασσόμενο ρεύμα.

Λόγω ενός διακένου τάσης μεταξύ δύο σημείων, ένα συνεχές ρεύμα ρέει σε μια σταθερή τιμή σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Το κενό τάσης διατηρείται όσο θέλουμε το ρεύμα να διαρρέει τα καλώδια.

Το εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει με τη μορφή επαναλαμβανόμενων υψηλών και χαμηλών με περιοδικό μοτίβο. Η κατεύθυνση ροής του ρεύματος αλλάζει πολλές φορές σε ένα δευτερόλεπτο και το μέγεθος του ρεύματος αλλάζει συνεχώς. Το ρεύμα παράγεται με τη βοήθεια περιστρεφόμενων μαγνητών.

Γιατί να υπολογίσετε τη μέση τιμή;

Αν εξετάσουμε τους υπολογισμούς, η τιμή του συνεχούς ρεύματος είναι απλώς το μέγεθος του ρεύματος που ρέει μέσα από το κύκλωμα.

Στην περίπτωση του εναλλασσόμενου ρεύματος, τα πράγματα μπορεί να μην είναι τόσο απλά. Αυτό συμβαίνει επειδή το μέγεθος του εναλλασσόμενου ρεύματος συνεχίζει να αλλάζει συνεχώς. Ως εκ τούτου, δεν έχουμε τρόπο να πραγματοποιήσουμε υπολογισμούς που εξαρτώνται από το μέγεθος του ρεύματος που ρέει.

Δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τη μέγιστη τιμή του ρεύματος γιατί μπορεί να δώσει λάθος απαντήσεις σε χρονικά σημεία που το ρεύμα δεν είναι μέγιστο. Επομένως, υπάρχει ανάγκη για έναν τρόπο ποσοτικοποίησης της τιμής του εναλλασσόμενου ρεύματος σε ένα κύκλωμα.

Χαρακτηριστικά εναλλασσόμενου ρεύματος

Πριν βουτήξουμε βαθιά στην κατανόηση της μέσης τιμής και του τρόπου υπολογισμού της, πρέπει να μάθουμε για τα διάφορα χαρακτηριστικά του εναλλασσόμενου ρεύματος και τι αντιπροσωπεύουν.

Κύκλοι

Ένας κύκλος είναι μία επανάληψη του ημιτονοειδούς κύματος στο γράφημα του ρεύματος. Περιλαμβάνει μία πλήρη περιστροφή 360 μοιρών του κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος.

Ένας κύκλος περιλαμβάνει την έναρξη από το μηδέν, τη μετάβαση στην υψηλότερη κορυφή, την επιστροφή στο μηδέν, την επίτευξη του χαμηλότερου κατώτατου σημείου και στη συνέχεια την άνοδο στο μηδέν. Το ολοκλήρωμα ενός κύκλου είναι μηδέν λόγω τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών τιμών, οι οποίες είναι ίσες σε μέγεθος.

Πλάτος

Το πλάτος είναι η μέγιστη τιμή του ρεύματος που επιτυγχάνεται σε κάθε κύκλο. Αντιπροσωπεύεται από το μήκος της κορυφής σε μια γραφική αναπαράσταση του ρεύματος. Το πλάτος μπορεί να μετρηθεί από την ανώτερη κορυφή και την κάτω κορυφή επίσης.

Η χαμηλότερη κορυφή δεν σημαίνει ότι η τιμή του ρεύματος είναι στα αρνητικά. Σημαίνει απλώς ότι το ρεύμα ρέει προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Χρονική περίοδος

Η χρονική περίοδος ενός εναλλασσόμενου ρεύματος είναι ο χρόνος που απαιτείται για να ολοκληρώσει το ρεύμα έναν κύκλο. Συμβολίζεται με T.

Η χρονική περίοδος είναι η ίδια σε όλο το ρεύμα και μπορεί να υπολογιστεί για οποιεσδήποτε δύο διαδοχικές κορυφές ή κατώτατες τιμές.

Κατανόηση της μέσης τιμής

Η Μέση τιμή μας δίνει έναν τρόπο να μετρήσουμε την τιμή ενός εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτό περιλαμβάνει όλες τις φορές που το ρεύμα κυμαίνεται σε υψηλό και χαμηλό περιοδικό μοτίβο. Η μέση τιμή ενός εναλλασσόμενου ρεύματος είναι το συνολικό ολοκλήρωμα του ρεύματος που ρέει σε έναν κύκλο, διαιρούμενο με τη χρονική περίοδο του κύκλου.

Δεδομένου ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ένας περιοδικός τύπος, το ολοκλήρωμα της χρονικής περιόδου θα μας έδινε την απάντηση να είναι ένα μεγάλο μηδέν. Ως εκ τούτου, έχει σκεφτεί και μια λύση για αυτό το πρόβλημα.

Αντί να βρει τη μέση βαθμολογία ενός πλήρους κύκλου, θα ήταν ωφέλιμο για τον εύρεση να υπολογίσει τη μέση τιμή για το ήμισυ του κύκλου. Επομένως, προσθέτοντας το ρεύμα μισού κύκλου και διαιρώντας το με τη χρονική περίοδο μισού κύκλου, μας δίνεται επίσης η μέση τιμή.

Συμπέρασμα

Τώρα που ξέρετε ποια είναι η μέση τιμή του ρεύματος, η εφαρμογή του και η αξία του, μπορείτε εύκολα να πάρετε μια ιδέα για τα πιο περίπλοκα θέματα που σχετίζονται με το ηλεκτρικό ρεύμα.

Υπάρχουν πολλά τέτοια θέματα για τα οποία είναι πολύ ενδιαφέρον να μάθεις, και ακόμη περισσότερα, διασκεδαστικά. Μερικά παραδείγματα είναι η μέση τετραγωνική τιμή της ρίζας, η επίδραση του εναλλασσόμενου ρεύματος στις ηλεκτρικές συσκευές και οι μαγνητικές επιδράσεις του ρεύματος.

Ο ηλεκτρισμός είναι ένα πολύ ευρύ θέμα με πολλά θαύματα μέσα του. Οι δυνατότητες του θέματος είναι όλες άγνωστες και σχεδόν απεριόριστες. Η μέση τιμή είναι το πρώτο βήμα σε ένα ταξίδι μέσα από μια από τις πιο όμορφες έννοιες της φύσης και του κόσμου γύρω μας.