交流電圧はいくつもの方法で表せるため、混同しやすいものです。同じ正弦波でも、実効値・ピーク・全振幅のどれを指すかによって、120 V とも 170 V とも 340 V とも表されます。この計算では、純粋な正弦波について、実効値・ピーク・ピークツーピーク・整流平均という 4 つのよく使われる表し方を相互に変換します。
商用電源や信号の電圧がほとんど常に実効値で表されるのは、それが抵抗負荷に届く電力を決める値だからです。120 V 実効値の電源は、120 V の直流電源とまったく同じようにヒーターを加熱します。一方、絶縁・コンデンサの耐電圧・オシロスコープの読み取りはいずれもピークやピークツーピークの値に関係し、これらは明らかに大きくなります。3 つを区別しておけば、部品の定格不足も波形の読み違いも防げます。
よくある質問 (FAQ)
実効値電圧とは何ですか。
実効値（RMS、二乗平均平方根）電圧とは、抵抗負荷に対して交流波形と同じ平均電力を供給する直流電圧の値です。正弦波ではピーク電圧を 2 の平方根で割った値に等しくなります。Vrms = Vpk / √2 ≈ 0.707 × Vpk。100 V や 200 V といった商用電源電圧は実効値で表されています。
実効値とピーク電圧はどう関係しますか。
純粋な正弦波では、ピークは実効値に 2 の平方根を掛けた値です。Vpk = Vrms × √2 ≈ 1.414 × Vrms。例えば 100 V 実効値の商用電源は、各サイクルの山の頂点で実際には約 141 V に達します。これらの係数は正弦波にのみ当てはまり、他の波形では波高率が異なります。
