W zadaniu podano wartość skuteczną napięcia zasilającego prostownik: E = 10 V. Dla przebiegu sinusoidalnego wartość skuteczna (RMS) nie jest równa amplitudzie, więc pierwszym krokiem jest przeliczenie na wartość maksymalną:
Vm = E · √2 = 10 · √2 ≈ 14,14 V.
Następnie należy powiązać to z wartością średnią napięcia wyjściowego prostownika sterowanego. W wielu klasycznych zadaniach egzaminacyjnych dotyczących prostownika jednofazowego (pełnookresowego) sterowanego, maksymalna możliwa wartość średnia (dla sterowania dającego "największą" średnią w trybie prostowania) jest proporcjonalna do amplitudy i wynosi:
Ūmax = 2·Vm/π.
Podstawiając obliczone Vm:
Ūmax ≈ 2 · 14,14 / 3,1416 ≈ 9,0 V.
Minimalna wartość średnia w zakresie regulacji (przy sterowaniu powodującym symetrię dodatnich i ujemnych części w uśrednieniu lub "zanik" składowej stałej) przyjmuje w tym ujęciu 0 V. Stąd oczekiwany zakres zmian wartości średniej to 0÷9 V (zaokrąglając do pełnych woltów).
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?
- 0÷10 V: ten wynik sugeruje błędne założenie, że średnia składowa stała może osiągnąć wartość równą RMS, co nie wynika z całkowania przebiegu wyprostowanego.
- 0÷14 V: to typowy skutek pomylenia wartości skutecznej z amplitudą lub założenia, że wartość średnia może dojść do wartości szczytowej 14,14 V. Dla przebiegów wyprostowanych średnia jest mniejsza od amplitudy (pojawia się współczynnik 2/π).
- 10÷14 V: taki zakres nie pasuje do sensu "regulacji" wartości średniej w prostowniku sterowanym, bo zakłada brak możliwości zejścia w okolice zera oraz operuje wartościami typowymi raczej dla amplitudy niż dla średniej.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze rozdzielaj pojęcia RMS, amplituda i wartość średnia. Najczęstszy błąd to podstawienie E bezpośrednio jako Vm albo oczekiwanie, że średnia po prostowaniu "będzie prawie jak szczyt".
