Var och hur defineras växelspänning?

[limpan4all]

Vi satt på en fikarast och diskuterade om exakt var och hur definieras värdet på en växelspänning.

Var borde vara Si-systemet såsom deriverad enhet utifrån Ampere sedan Watt såsom joule per sekund (J/s) och sist W/A men men det ger ju bara likspänningsvärdet.
I vilket Si-standarddokument specificeras växelspänning (jag har letat, men ej hittat)?

Vi delade snabbt upp oss i två skolor.
Första (som jag tillhör): En växelspänning får det numeriska värdet som är lika med det numeriska värdet av en likspänning som avger samma värme i en ideal resistans.
Andra (nästan resten): En växelspännings värde definieras av RMS beräkningar i erforderligt antal mätpunkter.

Någon som har någon input så vi kan reda ut detta ordentligt (gärna med referenser)?

[ChristianS]

Båda påståendena vill jag säga är rätt och att det är samma sak fast olika uttryckt.

[prototypen]

Min ryggkänsla är att åtminstone tidigare så var väl "definitionen" för RMS just att det värmde lika mycket.
Effekt - ivitets värdet

Är det någon som säger mot så lägger jag mig.

Protte

[danei]

Japp, båda är rätt.

[GFEF]

>numeriska värdet av en likspänning som avger samma värme i en ideal resistans.

Är inte det definition av effektivvärde ett värde som beskriver rätt stor del av vad en växelspänning gör ?

http://sv.wikipedia.org/wiki/Effektivvärde

Men inte allt som behövs för att beskriva en växelspänning fullständigt.

[Krille Krokodil]

Det är väl en rent matematisk definition härledd från Ohms lag och inget som
man finner i SI.

P = U_Effektivvärde^2 / R = Integral över 1 period av u^2 / Periodtiden * R

[joke_poke]

Definitionen av effektivvärdet för spänningen (u) i en allmän växelströmskrets följer som sådan:
u = û * sin(ωt + φ)
där
û = U*√2
och
U är Joule / Amperesekund
ω är radianer / sekund
φ är beroende på den inkopplade lasten, för resistiv last är den 0.

Då man kan väl även skriva:
u = (J/As * √2) * sin((rad/s) * s + 0)
som vid varje given tidpunkt ger ett värde på kurvan.

[limpan4all]

Jo, allt ovan är ju helt rätt men...
Vad är det som gör att värdet blir rätt med en arbiträr periodisk kurvform (lite förenklat, bara skitsignal men periodiskt, typ vitt brus).

Påstående två från min sida: Om tar en fyrkantvåg som är symmetrisk, då är det ju teoretiskt sett enkelt men om nu stig och falltiderna inte är oändligt korta utan bara "nästan" varvid symmetrin inte längre är 50%.
Hur fanken skall man då kunna definiera tillräckligt antal mätpunkter för att RMS metoden skall ge "rätt" värde?

Det är ovanstående påstående som får mig att tro att "min" definition är rätt.
Att man sedan kan (och bör) mäta på andra sätt är en helt annan sak.
Men det hela torde vara definierat i något dokument och det är det jag far efter egentligen.

[danei]

Att mäta tidsdiskret på en kontinuerlig signal gör ju att man tappar lite information. Det gäller helt enkelt att mäta så pass ofta att mätfelet blir tillräckligt litet. Definitionen är kontinuerlig, och kommer att bli exakt samma som din uppvärmnings metod.

[Icecap]

Vid ett RMS-mätvärde av en icke-sinus anges motsvarigheten av en sinus-signal med samma energi-innehåll som det mätta signal.

Detta betyder att man INTE kan härleda en viss topp-spänning från ett RMS-mätvärde om inte signalen är sinusformad. Tar man extremerna är detta tydligt:
* En ren fyrkant har en topp-spänning på 1,00* medelvärdet.
* En sinus har en toppspänning på 1,4142 av medelvärdet.
* En kurvform med smala men långa spikar överstiger medelvärdet många gångar.

[Nerre]

"En ren fyrkant har en topp-spänning på 1,00* medelvärdet."

Nej:)

Om du menar en fyrkantvåg som är symmetrisk kring noll så blir toppvärdet detsamma som _effektivvärdet_. Medelvärdet är nämligen noll.

[Andax]

Spänningen definieras samma för både lik och växelspänning och man avser ju då den momentana spänningen vid varje tidpunkt. Sedan har man konstruerat ett antal fiktiva värden som kan ha lite olika roller för att beskriva signalen. Men dessa är ju bara matematiska operationer på den kontinuerliga signalen. T.ex. är effektivvärdet som beskrevs ovan. En annan är topp-till-topp värdet etc.
Mätinstrument approximerar ju ofta dessa matematiska begrepp eftersom det t.ex. inte är rimligt att integrerar från tidpunkten 0 till oändligheten etc, eller integrerar med oändlig bandbredd. Det är ju upp till intrumentmakarna att beskriva vilka förenklingar deras intrument har, typ mätbandbredd, tidskonstanter etc. Annars blir det svårt att avgöra om två mätvärden går att jämföra med varandra.

[Icecap]

Nerre: OK, jag formulerade mig fel, du har rätt.

[Krille Krokodil]

Men det hela torde vara definierat i något dokument och det är det jag far efter egentligen.

När man går in på specialfallen blir det ad hoc och det kommer inte att finnas någon "standard"
utan det redovisas ofta som matematiska härledningar med en analys på vilket
största fel man kan förvänta sig av den förenklade modellen. Men det är samma
enkla matematiska definition man utgår från i alla fallen:

U_RMS^2 = Integralen av momentanvärdet u^2 över en period/Periodtiden

De matematiska byggklossarna fanns ju redan sedan en 200 år när man började utforska
och modellera växelströmskretsar. Komplexa tal började man pyssla med på 1500-, 1600-
talet men det är först runt 1900 jOmega-metoden skapas.

[rikkitikkitavi]

Då kommer jag till en filosofisk fråga till:

finns det bipolära spänningar i naturen? och vilka frekvenser har de?

unipolära, som tex statisk laddning i moln kan man ju tänka sig. Eller olika elektrokemiska reaktioner etc.

(referens = jorden)