RMS电压是什么？RMS电压计算方法介绍

来源：IC先生

在电子领域，可能经常听到交流电和直流电这两个术语，其中，与交流电流相关的就是交流波形。这意味着，它是一种在负值和正值之间切换的周期性波形，用于表示这一点的最通用的波形类型是正弦波形。而对于直流波形，电流值和电压值基本处于稳定状态，因此可以很容易的表示稳定值及其幅度值。而对于直流波形，电流值和电压值基本处于稳定状态，因此可以很容易的表示稳定值及其幅度值。

但是，如上所述，交流波形的幅度值并不是那么简单，因为它随时间连续变化。所以为了更清楚的表示，有很多方法，最流行的方法是“RMS电压”。

基本概念

RMS电压，中文名均方根电压，定义为交流波有效电压的一种最普遍的数学方法。另外，许多人对此给出的一般定义是计算出的交流功率量，它提供与直流功率相对应的相同量的加热功率，但RMS电压具有额外的功能。

RMS电压被称为瞬时生成值的双函数平均值的√（平方根）。该值表示为VRMS，RMS电流值表示为IRMS。

RMS值仅针对波动时间的正弦电压或电流值计算，其中波的幅度随时间而变化，但不用于计算直流波形值，因为幅度保持恒定。通过比较交流正弦波的RMS值，交流正弦波提供了与所提供的负载类似的电功率，作为类似的直流电路，则该值被称为有效值。

其中，有效电流值表示为Ieff并且有效电压值表示为Veff。或者，有效值也表示为直流波的多少安培或伏特与产生类似量功率的能力相对应。

计算公式

对于RMS电压，更重要的是了解RMS电压方程，因为可以使用RMS电压方程计算许多值，基本方程如下：

VRMS=V峰值电压* (1/ (√2)) =V峰值电压*0.7071

RMS电压值基于交流波幅度值，它与交流电波形的相位角或频率无关。例如：当交流波形的峰值电压为30伏时，RMS电压计算如下：

VRMS=V峰值电压* (1/ (√2)) =30*0.7071=21.213

计算结果在图形方法和分析方法中几乎相同。当然，这仅发生在正弦波的情况下。而在非正弦波中，图形方法是唯一的选择。如果是这种情况的话，则可以使用两个峰值之间存在的电压VP-P来计算，而不是使用峰值电压。

正弦RMS值计算如下：

• VRMS=V峰值电压* (1/ (√2)) =V峰值电压* 0.7071
• VRMS=V峰值电压* (1/ 2(√2)) = V峰峰值* 0.3536
• VRMS=V平均值* ( ∞ / (√2)) = V平均值* 1.11

RMS电压等效值计算

其实主要有两种通用方法来计算正弦波甚至其它复杂波形的RMS电压值。这些方法是

• RMS电压图形法——用于计算随时间变化的非正弦波的RMS电压，这可以通过指向波浪中的中坐标来完成。
• RMS电压分析法– 用于通过数学计算计算波的电压。

1、图形方法

这种方法显示了计算正半波和负半波的RMS值的相同过程，所以，这里解释了一个良性循环的过程。可以通过考虑整个波形中间隔相似的瞬间的特定精度来计算该值。

正半周期被分成'n'个相等的部分，也称为中间纵坐标。中间纵坐标越多，结果越准确。因此，每个中间纵坐标的宽度将是n度，高度是波浪穿过波浪x轴的瞬时值。

在这里，波浪中的每个中间纵坐标值都加倍，然后添加到下一个值。这种方法提供了RMS电压的平方值。然后将获得的值除以中间纵坐标的总数，这给出了RMS电压的平均值。因此，RMS电压方程为：VRMS= √[中纵坐标电压2的总和]/中纵坐标个数。

在上面的示例中，有12个中间纵坐标，RMS电压显示为：

VRMS= √(V12+V22+V32+V42+V52+V62+……+ V122 )/12。

现在考虑交流电压的峰值电压值为20伏，并考虑10个中间纵坐标值，它给出为：

VRMS=√(6.22+11.82+16.22+192+202+16.22+11.82+6.22+02 )/10 = √(2000)/10 = 14.14伏特。

图形方法在了解正弦或对称交流波的RMS值方面显示出极好的结果，这意味着图形方法甚至适用于复杂的波形。

2、分析方法

此处，该方法仅处理正弦波，通过数学方法很容易找到RMS电压值。一种周期性的正弦波是常数，给出为：

V(t) = Vmax *cos(ωt)

其中，正弦电压V(t) 的有效值是：VRMS =√(1/TʃT0Vmax2 *cos2 (ωt))

当积分极限被认为在0°和 360°之间时，则有：VRMS = √(1/TʃT0Vmax2 *cos2 (ωt))。

总的来说，与交流电压相对应，RMS电压是表示信号幅值、电流和电压值的最佳方式。RMS值与整个瞬时值的中值不相似。与RMS电压和峰值电压值的比例等于RMS电流和峰值电流值。考虑到准确的正弦波，许多万用表设备（电流表或电压表）都会计算RMS值。要测量非正弦波的有效值，需要“精密万用表”。通过RMS方法为正弦波找到的值提供了与直流波类似的热效应。

例如，I2R=IRMS2R。对于交流电压和电流，如果不考虑其它值，则必须考虑RMS值。因此，10安培的交流电将提供与10安培的直流电类似的加热效果，峰值约为14.12安培。

总结

以上就是关于RMS电压的概念、方程、正弦波形、用于计算这些电压值的方法，详细的RMS电压理论的全部内容。另外，还简单介绍了如何通过RMS计算器将峰值电压、平均电压和峰峰值电压转换为RMS电压。