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輸入計算

數學公式

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結果

RMS 電壓
7.071
伏特 (V)
峰值電壓 (Vpeak) 10 V
峰對峰值電壓 (Vpp) 20 V

什麼是 RMS 電壓?

RMS(均方根,Root Mean Square)電壓是交流(AC)波形的「有效值」,代表能對電阻性負載提供相同平均功率的等效直流電壓。對一個純正弦波而言,RMS 電壓與峰值電壓之間只差一個固定常數,因此換算既快速又可靠。

顯示峰值、峰峰值與有效值(RMS)電壓的正弦波
標出峰值、峰峰值與有效值(RMS)電壓的正弦波。

計算機怎麼用

輸入峰值電壓(Vpeak),也就是正弦波的最大瞬時電壓,計算機就會回傳對應的 RMS 電壓與峰對峰值電壓。無論是判讀示波器波形、音響工程、電源供應器設計,或是電子學課業,都非常實用。

公式解析

對正弦訊號來說,兩者的關係為:

$$V_{rms} = \frac{V_{peak}}{\sqrt{2}} \approx 0.7071 \times V_{peak}$$

其中 \(\sqrt{2}\) 這個係數,來自對正弦函數的平方在一個完整週期內積分、取平均後再開根號的結果。至於峰對峰值電壓,就是峰值的兩倍:$$V_{pp} = 2 \times V_{peak}$$。要特別注意,這條 RMS 公式只適用於正弦波;其他波形(如方波、三角波)的波峰因數(crest factor)不同,須用不同的計算方式。

表示 Vrms 等於 Vpeak 除以二的平方根的直角三角形
將峰值電壓與有效值(RMS)電壓相聯繫的係數 \(1/\sqrt{2}\)。

實例演算

假設你的示波器顯示峰值電壓為 10 V,則:

$$V_{rms} = \frac{10}{\sqrt{2}} = \frac{10}{1.41421} \approx \mathbf{7.071 \text{ V}}$$

$$V_{pp} = 2 \times 10 = \mathbf{20 \text{ V}}$$

常見問題

為什麼市電電壓都以 RMS 表示?我們常見的 120 V 或 230 V 市電數值其實都是 RMS 值,因為 RMS 才真正反映交流電源實際的供電(功率輸出)能力。台灣家用市電為 110 V(同樣是 RMS 值),用法相同。

230 V RMS 市電的峰值是多少?\(V_{peak} = 230 \times \sqrt{2} \approx 325 \text{ V}\)。

這也能用在方波上嗎?不行。理想方波的 Vrms 會等於 Vpeak。本計算機假設輸入的是純正弦波。

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