计算平均功率, 是用RMS电压值,还是用RMS功率值?

应该使用RMS电压值,RMS 功率值没有明显的实用意义(没有明显的物理/电气意义),只是实践练习中可以计算的一个量。

我们在1 Ω电阻上施加 1 VRMS的正弦波电压,分别使用RMS电压值、RMS功率值来计算平均功率。

:large_orange_diamond: RMS电压值: VRMS

RMS(Root Mean Square)指的是均方根值,常见用于平均值计算。
如果用在电压上,RMS电压值,也称为电压的“有效值”,即等效的直流电压值。

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根据上图,正弦波交流电压的等效直流电压,即RMS电压值 VRMS,我们可以根据下面的 RMS 公式计算:

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有了对应的 VRMS,我们就可以简单的计算平均功率,而不用管具体的电压波形形状。

假设在 1Ω 电阻上施加image电压,那么我们就可以算出:
平均功率 P = V2 / R = 12 / R = 1 W

:large_orange_diamond: RMS功率值: PRMS

有些好奇的朋友可能会问:既然电压可以计算 RMS,然后换算成平均功率。 那是否可以直接计算 RMS 功率值? 计算出的 RMS 功率值是否等于平均功率?

可以计算RMS功率值,不过没有明显的实用意义(没有明显的物理/电气意义),只是实践练习中可以计算的一个量而已。
集成电路 (IC) 的电源一般为直流电源,所以 RMS 功率对IC电源没有影响。对于直流而言,平均功率和RMS功率值相同。但是如果不是直流,需要考虑随时间变化的电压和电流(即噪声、RF信号和振荡器)相关功率的情形下,RMS 功率就不适用了,而平均功率仍然适用。

抱着科学严谨的态度,我们还是计算 1VRMS 为正弦波时,对应的RMS功率 PRMS

假设 1Ω 电阻上施加 1VRMS 电压, 电压峰峰值 = VRMS x 2√2 = 2.828V, 电压在 +1.414 V 至 –1.414V 摆动。根据公式 P = V2 / R, 我们得到该瞬时功率曲线的偏移为1 W,摆幅为 0W 至 2W。

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此功率波形的 RMS 值,即 RMS 功率 = 1.225W (没有明显的实用意义)
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而平均功率P (在1VRMS 为正弦波可以等效为 1V 的直流电压, 1Ω 电阻) , P = V2 / R = 12 / 1 = 1 W(有意义的结果)