উত্তরঃ
এখানে প্রদত্ত বর্গাকার ভোল্টেজ তরঙ্গ থেকে গড় (average) এবং কার্যকর (effective) মান নির্ণয় করা হলো:
প্রদত্ত চিত্র থেকে পাই:
- সর্বোচ্চ ভোল্টেজ, \(V_m = 10 \text{ V}\)
- তরঙ্গটি \(1 \text{ ms}\) এর জন্য \(+10 \text{ V}\) এবং \(1 \text{ ms}\) এর জন্য \(-10 \text{ V}\) থাকে।
- সুতরাং, পর্যায়কাল, \(T = 1 \text{ ms} + 1 \text{ ms} = 2 \text{ ms}\)
১. গড় মান (Average Value) নির্ণয়:
কোনো ভোল্টেজ তরঙ্গের গড় মান নির্ণয়ের সূত্র হলো:
\[ V_{avg} = \frac{1}{T} \int_0^T v(t) dt \]
যেহেতু তরঙ্গটি \(0\) থেকে \(1 \text{ ms}\) পর্যন্ত \(+10 \text{ V}\) এবং \(1 \text{ ms}\) থেকে \(2 \text{ ms}\) পর্যন্ত \(-10 \text{ V}\) থাকে, তাই:
\[ V_{avg} = \frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ \int_0^{1 \times 10^{-3}} 10 dt + \int_{1 \times 10^{-3}}^{2 \times 10^{-3}} (-10) dt \right] \]
\[ V_{avg} = \frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ [10t]_0^{1 \times 10^{-3}} + [-10t]_{1 \times 10^{-3}}^{2 \times 10^{-3}} \right] \]
\[ V_{avg} = \frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ (10 \times 1 \times 10^{-3} - 0) + (-10 \times 2 \times 10^{-3} - (-10 \times 1 \times 10^{-3})) \right] \]
\[ V_{avg} = \frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ 10 \times 10^{-3} - 20 \times 10^{-3} + 10 \times 10^{-3} \right] \]
\[ V_{avg} = \frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ 0 \right] \]
\[ V_{avg} = 0 \text{ V} \]
সুতরাং, ভোল্টেজ তরঙ্গের গড় মান \(0 \text{ V}\)।
২. কার্যকর মান (Effective Value) বা RMS মান (Root Mean Square Value) নির্ণয়:
কোনো ভোল্টেজ তরঙ্গের RMS মান নির্ণয়ের সূত্র হলো:
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{T} \int_0^T v(t)^2 dt} \]
যেহেতু তরঙ্গটি \(0\) থেকে \(1 \text{ ms}\) পর্যন্ত \(+10 \text{ V}\) এবং \(1 \text{ ms}\) থেকে \(2 \text{ ms}\) পর্যন্ত \(-10 \text{ V}\) থাকে, তাই \(v(t)^2\) সবসময় \(10^2 = 100 \text{ V}^2\) হবে:
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ \int_0^{1 \times 10^{-3}} (10)^2 dt + \int_{1 \times 10^{-3}}^{2 \times 10^{-3}} (-10)^2 dt \right]} \]
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ \int_0^{1 \times 10^{-3}} 100 dt + \int_{1 \times 10^{-3}}^{2 \times 10^{-3}} 100 dt \right]} \]
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ [100t]_0^{1 \times 10^{-3}} + [100t]_{1 \times 10^{-3}}^{2 \times 10^{-3}} \right]} \]
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ (100 \times 1 \times 10^{-3} - 0) + (100 \times 2 \times 10^{-3} - 100 \times 1 \times 10^{-3}) \right]} \]
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ 100 \times 10^{-3} + 200 \times 10^{-3} - 100 \times 10^{-3} \right]} \]
\[ V_{rms} = \sqrt{\frac{1}{2 \times 10^{-3}} \left[ 200 \times 10^{-3} \right]} \]
\[ V_{rms} = \sqrt{100} \]
\[ V_{rms} = 10 \text{ V} \]
সুতরাং, ভোল্টেজ তরঙ্গের কার্যকর মান (RMS) \(10 \text{ V}\)।