Effectieve waarde enkelzijdig gelijkgerichte spanning

Hoe bereken je de effectieve waarde van een enkelzijdig gelijkgerichte spanning?
Die van een normale sinus weet ik, dat is Upiek÷√2. Maar deze formule gaat volgens mij niet op bij alleen de positieve of negatieve deel van de sinus.

Ik vraag me dit af omdat je schijnbaar door een diode in serie te zetten met een verbruiker je het vermogen van bijvoorbeeld een gloeilamp of warmte element kan halveren.
Ik ben dit eens na gaan meten met de multimeter bij een 230V 18W lamp en een 230V 1800W waterkoker. Na het plaatsen van de diode mat ik over beide verbruikers een spanning van 108Vdc en 128Vdc. Ik weet niet precies of ik nou moest meten op gelijkstroom of wisselspanning aangezien de spanning wel gelijk is gericht maar niet is afgevlakt. Ook heb ik de stroom gemeten. Maar als ik de wet van Ohm toepas op deze waardes kwam ik eerder aan een kwart van het vermogen dan aan de helft.
Ergens op een site las ik dat bij een enkelvoudig gelijkgerichte spanning je de effectieve spanning uitrekent met de formule: Upiek÷2. Dat zou dus 325÷2=162,5V zijn. Met deze waarde kom ik wel op de helft van het vermogen.
Meet mijn multimeter niet goed, en klopt deze formule wel?

Sine

Moderator

Op 20 januari 2022 21:23:08 schreef Lucas91:
Ik vraag me dit af omdat je schijnbaar door een diode in serie te zetten met een verbruiker je het vermogen van bijvoorbeeld een gloeilamp of warmte element kan halveren.

Ja, dat kan, je verbruiker krijgt nog maar 50% van de tijd energie, dus het vermogen zal halveren.

vergeten

Golden Member

Op 20 januari 2022 21:23:08 schreef Lucas91:
Meet mijn multimeter niet goed, en klopt deze formule wel?

Dat zou kunnen hangt af van of hij true RMS kan meten.
En dat gaat weer vaak samen met de aanschafprijs.
De een "paar tientjes" kostende meters van de bouwmarkten redden dat niet.
welke meter heb je?

Meer meettechniek info. (Klikbare link)

Doorgaans schrijf ik duidelijk wat ik bedoel, toch wordt het wel anders begrepen.

De formule is in ieder geval goed. Maar multimeters gaan niet altijd goed om met de effectieve waarde.
Op de gelijkspanningsstand wordt principieel altijd de gemiddelde waarde aangegeven, en dat is niet hetzelfde als de effectieve waarde.

Op de wisselspanningsstand wordt wel de effectieve waarde weergegeven, maar dat gaat niet altijd goed. Vaak wordt de gemiddelde waarde van de absolute waarde gemeten, en die wordt in het instrument omgerekend naar de effectieve waarde. Maar dat gaat dan alleen op voor een zuiver sinusvormige spanning.

Sommige meters richten de wisselspanning enkelzijdig gelijk en gebruiken die meetwaarde om daaruit de effectieve waarde te berekenen. Als je zo'n meter gebruikt aan een spanning die al enkelzijdig gelijkgericht is, dan zal die in het ene geval hetzelfde aanwijzen als wanneer je een volle sinus zou hebben. Als de de meetpennen omwisselt zal je uitlezing nul zijn.

Als je de echte effectieve waarde wilt meten dan kan dat alleen maar met een z.g. true RMS meter.

Op 20 januari 2022 21:48:04 schreef KlaasZ:
De formule is in ieder geval goed.

Op 20 januari 2022 21:26:21 schreef Sine:
Ja, dat kan, je verbruiker krijgt nog maar 50% van de tijd energie, dus het vermogen zal halveren.

Stel je hebt een sinus met een Upiek van 325V. Ueff is dan 230V. Voor vermogensberekening gebruik je de formule P=Ueff2/R. Bij half vermogen wordt dus Ueff2 gehalveerd, dus Ueff wordt √2 kleiner. Per saldo is Ueff van een enkelzijdig gelijkgerichte spanning (Upiek/√2)/√2 = Upiek/2

Bezoek mijn neefjes' site: www.tinuselectronics.nl

eindelijk een topic waarin ik nog eens duidelijk kan luchten waarom gans het RMS verhaal al 50 jaar een vooral gebakken lucht verhaal is waar al teveel techneuten blindelings inlopen, als vliegen op een vliegenvanger..

de RMS waarde van een halvegolf sinus, is zoals je aangaf piek:2.
maar.. daar zit een "verwarmende" DC component in vervat. en laat het nu zo zijn dat het gros van al die dure RMS meters enkel RMS meten op de AC componenten...
dus.. ik zei het al in andere topics, RMS of niet, .. Paarlen voor de zwijnen, of begrijp hoe en wat je meter meet en maak je voor de rest geen zorgen, want het is in dit soort gevallen bijna zeker niet juist. Ja, oa het hittedraadinstrument en de electrodynamische voltmeter doen het wel "juist" :-)

RAAF12

Golden Member

Ik kan geen onjuistheden ontdekken waarom een IC zoals deze zijn werk niet goed zou doen. https://nl.mouser.com/datasheet/2/609/AD536A-1501510.pdf
Veel grote namen in de industrie claimen true RMS meters te fabriceren. Die gaan niet over een nacht ijs.

KGE

Golden Member

Dave Jones heeft onlangs een filmpje gemaakt over het aanpassen van een Fluke meter die alleen de gemiddelde waarde meet naar een 'true RMS' meter. Helaas bleek wel dat de meter daarna gecalibreerd moest worden wat een hele uitdaging bleek te zijn...

https://www.youtube.com/watch?v=X_1M3xgl4zo

Ha Lucas91,

Ik denk dat jou meetfout ontstaat door het effect wat @KlaasZ benoemd.
De formule die je hanteert is de juiste

er komt alleen nog een ander effect om de hoek kijken en de is de belasting !

De vervorming van je sinus is afhankelijk van de belasting een diode is een dynamische weerstand.

en als zodanig afhankelijk van de belasting.

Een ander verhaal is de kalibratie van de meter en zoals door anderen aangegeven of de meter de integraal berekend ( dit kan analoog ) we noemen dit true-RMS......

Het verschil wordt uitgedrukt in de vormfactor, de vormfactor is de verhouding tussen de effectieve en gemiddelde waarde......

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 21 januari 2022 02:09:50 schreef RAAF12:
Veel grote namen in de industrie claimen true RMS meters te fabriceren. Die gaan niet over een nacht ijs.

Dat klopt. Maar wat in sommige gevallen (niet deze) fijn is, dat is dat als je de meter op AC zet je alleen de AC component (True RMS) meet en als je hem op DC zet alleen de DC component. En dat de werkelijke waarde de vectoriele optelling van die twee is. Dus als je 3V DC en 4V AC meet, dan wordt je weerstand warm alsof ie 5V krijgt.

Volgens mij zijn er een hoop meters die op deze manier meten.

Dit is handig als je bijvoorbeeld een 12VDC voeding hebt waar wat ruis op de uitgang zit. DC stand: 12.00V ok, mooi. Nu AC stand meten: 0.1V rimpel/ruis. Je lampje zal nu branden alsof ie 12.0004V RMS krijgt.

(@Kris:) In het onderhavige geval dat je met een true RMS dus aan een enkelzijdig gelijkgerichte sinus meet en de effectieve waarde wil weten voor het vermogen van een verwarmingselement of lamp... dan moet je dus DC meten, meet je iets van 103V(*) en dan meet je AC-RMS en die twee moet je vectorieel optellen.

(*) 230 * sqrt(2) / PI

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
fred101

Golden Member

Of je zet je DMM in de AC+DC stand

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook oud en exotisch

Ha rew,

Dat is een goed punt een sinus met een DC offset

maar ook dat is redelijk te berekenen

Het is veel lastiger om met de crestfactor rekening te houden de crestfactor is de verhouding tussen de (absolute) piekwaarde en de effectieve waarde

Als je de golfvorm niet weet en dit is bij vermogens elektronica heel vaak het geval is er niet een meter die echt zuiver is !
De enige manier is het absolute vermogen meten......

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 21 januari 2022 01:54:34 schreef kris van damme:
...en laat het nu zo zijn dat het gros van al die dure RMS meters enkel RMS meten op de AC componenten...

Heb ik wel eens vaker gelezen. Als dat echt zo is dan kunnen ze het woordje "true" beter weglaten.

Veel grote namen in de industrie claimen true RMS meters te fabriceren. Die gaan niet over een nacht ijs.

Dat klopt, alleen staan de randvoorwaarden wel alleen in de kleine letters van de vaak best heel erg dikke usermanuals (Die niemand leest.), en niet in de vaak gebruikelijke reclame slogan's die door de snelle commerciele boy's gebezigd worden.

In die randvoorwaarden staat bijvoorbeeld dat een true rms meting alleen geldigheid heeft bij bij bijvoorbeeld sinusvormige wisselspanningen. Ga je andere maar wel (bekende) golfvormen meten, dan zul je iets moeten doen met correctiefactoren. Ook staat er in die manuals hoe je moet meten als er fase verschuivingen optreden enzo.

In die manuals staat ook dat onbekende en hele rare golfvormen gewoon niet met de betreffende meter gemeten kunnen worden.

eindelijk een topic waarin ik nog eens duidelijk kan luchten waarom gans het RMS verhaal al 50 jaar een vooral gebakken lucht verhaal is waar al teveel techneuten blindelings inlopen, als vliegen op een vliegenvanger.

Ik begrijp niet waarom je rms verhaal lucht noemt. De mensen die dat rms verhaal ooit bedacht waren niet stom of zo. Ooit zat men met het probleem dat 10Vtt niet hetzelfde deed als 10 volt gelijkspanning.

Er waren toen gelijkspannings en wisselstroom netten in gebruik. En men wilde bij beide netten weten hoeveel energie er gebruikt werd. Daartoe kwam met de volgende defenitie:

De RMS of effectieve waarde is een waarde voor een spanning of stroom die een even groot vermogen in een weerstand dissipeerd als een gelijkstroom met dezelfde waarde.

En als je deze definitie aanhoud en ook een meetapparaat gebruikt dat dit principe gebruikt om te meten, dan gaat alles goed en heb je geen problemen.

Helaas gebruikt een moderne multimeter niet zo'n soort meetprincipe. Een multimeter is eerder een veredelde voltmeter die nog sampelt ook. Die meet dus de hele tijd allemaal rare waarden die weinig of geen relatie met elkaar hebben. Staan er hoge frequente signalen met vermogen in je signaal. Dan wordt dat gewoon gemist. Een integratie berekening van alle gesampelde waarden kan dan misschien iets. Maar bij een volstrekt willekeurige golfvorm is dat erg lastig en maakt het systeem veel fouten. Dan is een vermogensmeting nog een product van de stroom en spanning ook. En omdat het zelfde meetprobleem ook nog bij de stroom meting optreed en ook de fase relatie tussen stroom en spanning belangrijk is wordt het hele meetverhaal dus dubbelkwadraad lastig.

Ook hele dure apparaten hebben het lastig of kunnen het gewoon niet meten.

Maar het effectieve waarde verhaal is geenzins onzin ofzo. Heel veel mensen hebben gewoon geen idee van wat er allemaal achterzit en lezen de gebruiksaanwijzingen van hun meetinstrumenten niet. Of het meetinstrument is zo simpel en goedkoop dat er geen manual bij zit. En in dat geval kun je er gewoon vanuitgaan dat je deze dingen gewoon niet goed meet.

RAAF12

Golden Member

True RMS is geen beschermde naam, maar neem maar aan dat Fluke of ander topmerk je echt niet belazerd. Analog Devices maakt als sinds 1976 True RMS IC's (ik meen dat zij de eerste waren) en dat is geen fake spul. Kris gooit hier een fictieve knuppel in een hoenderhok.

Op 21 januari 2022 11:32:41 schreef Ex-fietser:
In die randvoorwaarden staat bijvoorbeeld dat een true rms meting alleen geldigheid heeft bij bij bijvoorbeeld sinusvormige wisselspanningen.

Dan is een true RMS meting dus onnodig. Kun je net zo goed een gewoon metertje nemen dat de gemiddelde waarde meet en daar de vormfactor op loslaat.
True RMS heb je juist nodig als de golfvorm niet sinusvormig is of als je niet weet wat de golfvorm is.
Bij true RMS ga ik er vanuit dat de meter de echte effectieve waarde aangeeft, ongeacht de golfvorm en ongeacht of de spanning een DC component bevat. Als een meter dat niet doet, dan is het woordje true zonder meer misleidend.

Op 21 januari 2022 12:23:34 schreef RAAF12:
True RMS is geen beschermde naam, maar neem maar aan dat Fluke of ander topmerk je echt niet belazerd.

Maar in mijn voorbeeld van "wat rimpel" op een 12V DC voeding, als je de meter op AC zet, wat wil je dan als true-RMS waarde aflezen? 12V of 0.1V? Het verschil is nogal significant!

Fred heeft een betere meter dan ik.

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/

Ha rew,

Beiden het gaat om de omrekening van AC naar DC zie mijn formule hier boven.
De hoeveelheid warmte opgewekt in een zuiver Ohmse belasting !
Het gaat fout op het moment dat de golfvorm een wisselend karakter heeft periode op periode......
Maar in dat geval kan je ook geen FFT uitvoeren en gaan er nog veel meer metingen de mist in, het is blijven opletten.

Dus een True R.M.S. meter gooit alles op een hoop mooi maar wat @fred101 bedoel is dat je misschien ook weleens geïnteresseerd in het DC dan wel AC component afzonderlijk ben.
Die meters bezitten twee displays laten dus tegelijk AC en DC zien :P
Ik ben zelf voor de voorversterker ( 10 jaren plan ) zo'n systeem aan het ontwerpen wat ik wil is bijvoorbeeld,
op een gelijkspanning van zeg 500 V een wisselspanning van 1 mV meten en andersom !

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 21 januari 2022 12:23:34 schreef RAAF12:
True RMS is geen beschermde naam, maar neem maar aan dat Fluke of ander topmerk je echt niet belazerd. Analog Devices maakt als sinds 1976 True RMS IC's (ik meen dat zij de eerste waren) en dat is geen fake spul. Kris gooit hier een fictieve knuppel in een hoenderhok.

het gaat hier niet over een chip (die het overigens correct doet, maar over een complete voltmeter, das wat anders. mijn knuppel is helemaal niet fictief :-)

Héél veel "true RMS" voltmeters moet je kiezen AC of DC. DC is sowieso gemiddelde waarde meting, AC is RMS, maar 99% vd de toestellen enkel op de AC componente(n). Mis je, in het licht van het voorbeeld van TS zelfs met een RMS meting het gros van je RMS waarde.

en van daaruit mijn stevige reactie hierboven.. er wordt maar al te vaak geroepen neem een RMS meter, dan is het juist. DAt is vaak niet zo, en doet heel vaak niet echt ter zake.
OK, mijn persoonlijke frustratie hierin is dat ik tijdens al mijn storingzoeken ter plaatse altijd belaagd wordt door iemand met weinig kennis van zaken, maar:" mr Kris, my volmter is true RMS, and yours (de mijne dus) is not". Laat ik nu altijd een niet true RMS meter meenemen (piekdedectie), omdat ik perfect weet hoe die zich gedraagt. en weten hoe je meter zich gedraagt in de meest wilde omstandigheden is véél belangrijker dan al de rest.

Op 21 januari 2022 11:32:41 schreef Ex-fietser:

[...]

Ik begrijp niet waarom je rms verhaal lucht noemt. De mensen die dat rms verhaal ooit bedacht waren niet stom of zo. Ooit zat men met het probleem dat 10Vtt niet hetzelfde deed als 10 volt gelijkspanning.

Het RMS verhaal is op zich uiteraard geen gebakken lucht.

de gebakken lucht zit hem in het verkoopsverhaal van DMM fabrikanten.

Op 21 januari 2022 10:13:38 schreef fred101:
Of je zet je DMM in de AC+DC stand

Ja, das een oplossing, als ie dat al heeft :-)

Op 20 januari 2022 21:26:21 schreef Sine:
[...]

Ja, dat kan, je verbruiker krijgt nog maar 50% van de tijd energie, dus het vermogen zal halveren.

Maar als hij de helft van de tijd energie krijgt veranderd dat in principe toch niks aan het vermogen? Als ik mijn waterkoker heel snel per seconde aan en uit achter elkaar zet dan verbruikt hij toch heel snel achter elkaar gewoon vol vermogen? De spanning en daarmee de stroom zal toch echt omlaag moeten voor een lager vermogen lijkt mij?

[Bericht gewijzigd door Lucas91 op 21 januari 2022 16:51:50 (18%)]

Op 21 januari 2022 16:36:11 schreef Lucas91:
[...]

Maar als hij de helft van de tijd energie krijgt veranderd dat in principe niks aan het vermogen? Als ik mijn waterkoker heel snel per seconde aan en uit achter elkaar zet dan verbruikt hij toch heel snel achter elkaar vol vernogen. Het zal langer duren eer het water warm wordt en het verbruik wordt minder, maar ik kan niet ineens een lagere zekeringswaarde nemen omdat hij minder zou vebruiken toch?

het vermogen wordt berekend per seconde, of op zijn minst over een hele cyclus. dus aangezien je met de diode 50 keren per seconde aan-schakelt voor 10msec, in een cyclus van 20msec, gaat het vermogen wel degelijk naar 50%. het ogenblikkelijk piekvermogen is idd ongewijzigd, das wat anders.

Aangezien zekeringen een zekere inertie hebben reageren die niet op het ogenblikkelijk piekvermogen (tenzij het extreem hoog zou zijn), maar eerder op het vermogen.

Op 20 januari 2022 21:31:46 schreef vergeten:
[...]
Dat zou kunnen hangt af van of hij true RMS kan meten.
En dat gaat weer vaak samen met de aanschafprijs.
De een "paar tientjes" kostende meters van de bouwmarkten redden dat niet.
welke meter heb je?

Meer meettechniek info. (Klikbare link)

Ik heb de: Voltcraft VC185. Er staat wel true RMS op.

Op 21 januari 2022 16:42:43 schreef kris van damme:
[...]

het vermogen wordt berekend per seconde, of op zijn minst over een hele cyclus. dus aangezien je met de diode 50 keren per seconde aan-schakelt voor 10msec, in een cyclus van 20msec, gaat het vermogen wel degelijk naar 50%. het ogenblikkelijk piekvermogen is idd ongewijzigd, das wat anders.
Aangezien zekeringen een zekere inertie hebben reageren die niet op het ogenblikkelijk piekvermogen (tenzij het extreem hoog zou zijn), maar eerder op het vermogen.

Aha oke dat wist ik niet. Dus als ik een 2300W waterkoker achter een 5A zekering zet en ik zou een uur lang 25x per seconde dat schakelaartje uit en aan doen dan blijft de zekering er gewoon in?

Op 21 januari 2022 09:44:27 schreef electron920:
Ha Lucas91,

Ik denk dat jou meetfout ontstaat door het effect wat @KlaasZ benoemd.
De formule die je hanteert is de juiste [bijlage] er komt alleen nog een ander effect om de hoek kijken en de is de belasting ![bijlage] De vervorming van je sinus is afhankelijk van de belasting een diode is een dynamische weerstand. [bijlage] en als zodanig afhankelijk van de belasting.

Een ander verhaal is de kalibratie van de meter en zoals door anderen aangegeven of de meter de integraal berekend ( dit kan analoog ) we noemen dit true-RMS...... [bijlage]

Het verschil wordt uitgedrukt in de vormfactor, de vormfactor is de verhouding tussen de effectieve en gemiddelde waarde......

Groet,
Henk.

Ik heb gemeten met en zonder belasting, de spanning zakte met belasting hooguit 4 volt.
Er staat wel op mijn meter true rms maar ik vraag mij af hoe true dit is haha

Bedankt voor de reacties. Ik ga eens kijken wat de slimme kwh meter zegt over het verbruik met de diode in serie. Deze zou het wel correct moeten weergeven toch?