Encontrar el promedio y el valor RMS de esta señal

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¿Cómo puedo encontrar el RMS y el voltaje promedio del siguiente diagrama ?:

Mi trabajo:

  • El RMS: $$ \ sqrt {\ left (\ sqrt {\ frac {1} {3 \ times10 ^ {- 3}} \ int_0 ^ {3 \ times10 ^ {- 3}} \ left (\ frac {5000} {3} \ cdot t \ right) ^ 2 \ space \ text {d} t} \ right) ^ 2 + \ left (\ sqrt {\ frac {1} {10 ^ {- 3}} \ int_0 ^ {10 ^ {- 3}} 5 ^ 2 \ space \ text {d} t} \ right) ^ 2 + \ dots} \ tag1 $$
  • El promedio: $$ \ frac {1} {10 \ times10 ^ {- 3} -0} \ cdot \ left \ {\ int_0 ^ {3 \ times10 ^ {- 3}} \ frac {5000} {3} \ cdot t \ espacio \ texto {d} t + \ int_0 ^ {10 ^ {- 3}} 5 \ espacio \ texto {d} t + \ dots \ right \} \ tag2 $$
  

¿Tengo razón sobre mi trabajo?

    
pregunta Looper

3 respuestas

1

Yo también estaría dispuesto a resolver esto gráficamente inicialmente, pero se requieren las matemáticas para respaldarlo.

Recuerde que RMS es la raíz de la media de los cuadrados.

  
  • El RMS:   $$ \ sqrt {\ left (\ sqrt {\ frac {1} {3 \ times10 ^ {- 3}} \ int_0 ^ {3 \ times10 ^ {- 3}} \ left (\ frac {5000} {3} \ cdot t \ right) ^ 2 \ space \ text {d} t} \ right) ^ 2 + \ left (\ sqrt {\ frac {1} {10 ^ {- 3}} \ int_0 ^ {10 ^ {- 3}} 5 ^ 2 \ space \ text {d} t} \ right) ^ 2 + \ dots} \ tag {1a} $$
  •   

No necesitamos cuadrar y enraizar cada porción de la curva. No hace nada con el resultado, ya que es positivo debido a la cuadratura dentro de cada término integral.

$$ \ sqrt {\ frac {1} {3 \ times 10 ^ {- 3}} \ int_0 ^ {3 \ times10 ^ {- 3}} \ left (\ frac {5} {3 \ times 10 ^ {- 3}} \ cdot t \ right) ^ 2 \ espacio \ texto {d} t + \ frac {1} {10 ^ {- 3}} \ int_0 ^ {10 ^ {- 3}} 5 ^ 2 \ \ text {d} t + \ dots} \ tag {1b} $$

Podemos hacer esto mucho más legible ignorando el hecho de que son milisegundos. (Otra forma de ver esto es que el valor de RMS sería el mismo si la escala de tiempo fuera en segundos o minutos).

$$ \ sqrt {\ frac {1} {3} \ int_0 ^ {3} \ left (\ frac {5} {3} \ cdot t \ right) ^ 2 \ space \ text {d} t + \ int_0 ^ {1} 5 ^ 2 \ \ text {d} t + \ dots} \ tag {1c} $$

  
  • El promedio:   $$ \ frac {1} {10 \ times10 ^ {- 3} -0} \ cdot \ left \ {\ int_0 ^ {3 \ times10 ^ {- 3}} \ frac {5000} {3} \ cdot t \ espacio \ texto {d} t + \ int_0 ^ {10 ^ {- 3}} 5 \ espacio \ texto {d} t + \ dots \ right \} \ etiqueta {2a} $$
  •   

Nuevamente, ignorando los milisegundos podemos simplificar esto a

$$ \ frac {1} {10} \ cdot \ left \ {\ int_0 ^ 3 \ frac {5} {3} \ cdot t \ \ text {d} t \ + \ int_0 ^ 1 5 \ espacio \ texto {d} t + \ dots \ right \} \ tag {2b} $$

    
respondido por el Transistor
2

Estás haciendo esto demasiado complicado. Tal vez esas ecuaciones son correctas, pero no me molesté en mirarlas.

Detente y en realidad piensa sobre la situación que tienes.

Comience con el promedio. Eso es fácil de hacer desde la inspección. Inmediatamente puede ver que de t = 0 a 3 es una rampa, por lo que el promedio es el promedio de sus extremos. El promedio de los primeros 3 ms es por lo tanto de 2.5. Los siguientes dos ms se cancelan para promediar a 0. Los dos siguientes son un ciclo sinusoidal completo, por lo que el promedio es nuevamente 0. El resto de esta señal a 10 ms tiene dos partes en 5 y 1 parte en 10. Así que para recapitular, tiene 3/10 de 2.5, 4/10 de 0, 2/10 de 5 y 1/10 de 10. Ni siquiera necesita una calculadora para promediar eso.

Atacar el RMS de manera similar. Puede promediar el RMS de cada segmento de tiempo de 1 ms. La única parte moderadamente complicada es encontrar el RMS de los primeros 3 ms. Después de eso, se proporciona directamente o proviene de algo que ya debería saber sin tener que buscarlo.

Solo hazlo.

    
respondido por el Olin Lathrop
0

Creo que, durante los períodos lineales (t 0-3 y 7-10), RMS y el promedio son equivalentes. Durante t = 3 a 7 el voltaje se cancela a 0V. Por lo tanto, RMS & promedio = (2.5 x 3) + 5 + 10 + 5 = 27.5; 27.5 / 10 = 2.75 voltios . ... creo que ...

    
respondido por el ddurgin

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