¿Es posible calcular el valor efectivo de una señal a partir de su valor promedio?

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Tengo una señal que quiero calcular su valor efectivo. La señal es un valor de voltaje leído en una serie conectada de 33.3m \ $ \ Omega \ $ resistor a una línea de alimentación de 220V CA. Mi objetivo es calcular la potencia reactiva transferida en la línea eléctrica.


(Lafrecuenciaesde50Hz.Laescalaverticalesde10mV/cuadradoparaambasseñales).

Obtuvela"Señal filtrada" por el circuito a continuación:

Se puede asumir que la señal filtrada es un nivel de voltaje de CC. El valor leído en la pantalla del oscilador representa el nivel de corriente de 150 mA a través de la resistencia de detección de corriente. Este es el valor promedio de la corriente que fluye en la línea eléctrica, ¿no es así? Sin embargo, necesito el valor efectivo de la corriente para calcular la potencia. Dado que la corriente en la línea no es sinusoidal, no puedo calcular el valor efectivo a partir de esas simples fórmulas de onda de voltaje de CA.

Entonces, ¿qué puedo hacer? Estoy atascado en este punto. ¿Hay alguna forma de calcular el valor efectivo de esta corriente a partir de estos datos disponibles, o alguna forma de calcular la potencia directamente?

    
pregunta hkBattousai

3 respuestas

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Este es el valor promedio de la corriente que fluye en la línea eléctrica,   ¿no es así? Sin embargo, necesito el valor efectivo de la corriente en   Para calcular la potencia.

Ten cuidado. Si las formas de las corrientes o los voltajes no son sinusoidales, conocer los valores RMS para ellos y la diferencia de fase entre ellos es no suficiente. Para formas de onda arbitrarias (como en su figura) para cualquiera de los dos (voltaje o corriente), la forma única de tener un cálculo preciso de la potencia es mediante la integración del producto del voltaje instantáneo y el corriente instantánea.

\ $ P = \ dfrac {1} {T} \ int v (t) i (t) dt \ $

Hoy en día, eso se suele hacer en el dominio digital. Tiene dos ADC (o un solo ADC con dos frontales S / H). Uno convierte v (t) y el otro convierte i (t). En el dominio digital, multiplicas esas dos señales y haces la integral.

También puedes hacerlo de forma analógica, usando un multiplicador analógico y un filtro de paso bajo, pero los multiplicadores analógicos son difíciles de usar.

En resumen : el circuito que publicaste, que filtra la forma de la corriente, es no válido para la potencia de cálculo, si la corriente puede tener la forma que tienes mostrar en la figura.

    
respondido por el Telaclavo
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"No se puede llegar desde aquí" :-) - es decir, no hay una forma práctica (o conocida, en el caso general) de obtener lo que quiere usando el valor actual promedio muy filtrado que tiene.

Para las señales que se alejan más que un poco de las ondas sinusoidales puras, debe tener en cuenta la forma de onda.

Para las cargas reactivas, también necesita conocer las relaciones de tiempo de las formas de onda de voltaje y corriente.

Para la forma de onda mostrada, que es inmensamente no sinusoidal, el resultado obtenido al utilizar el valor actual promedio no estará relacionado (excepto por casualidad) con el valor real.

Su filtro RC con 5 series de 10k y 1 uF se filtrará lo suficientemente bien, pero no es un filtro formal de 5 etapas en ningún sentido habitual. Un filtro adecuadamente diseñado que use una o dos secciones opamp tendrá un rendimiento muy superior como un filtro de paso bajo.

    
respondido por el Russell McMahon
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Supongo que por "valor efectivo" realmente quieres decir RMS. Por favor, sea más específico la próxima vez.

No, no puede determinar el valor RMS a partir del promedio. Lo siento, pero las matemáticas simplemente no funcionan así. Por ejemplo, el promedio de un seno es cero, pero su RMS es su pico dividido por la raíz cuadrada de 2. Incluso algo tan simple como una onda cuadrada de 0-5 V no funciona. El promedio es de 2.5 V, pero el RMS es de 3.54 V. Simplemente no funciona de esa manera.

    
respondido por el Olin Lathrop

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