方均根值(Root Mean Square,簡稱RMS)等于有效值,是因為這種計算方法能夠準確地反映周期性波動量(如交流電、振動等)的平均能量或做功能力。對于交流電而言,其瞬時值隨時間變化,直接取瞬時值的平均是沒有意義的,因為它會在正半周期和負半周期相互抵消。而我們關心的是交流電實際能夠提供的能量或功率,這與電流或電壓的平方成正比(根據焦耳定律P = I^2R 或 P = U^2/R)。
方均根值的計算過程是:首先對周期內所有瞬時值進行平方,這樣處理后無論原本的值是正是負,平方后都是正的;然后對這些平方值求平均,這一步驟實際上是在計算能量的平均;最后對這個平均值開方,得到的結果既反映了原始信號的波動特性,又在能量意義上等效于一個恒定的直流值,即這個直流值能在相同時間內提供相同的能量給負載。
因此,方均根值被視為交流電的有效值,因為它在熱效應上與同一電阻上直流電的效應相同,即使得電阻產生的熱量相等。這就是為什么方均根值等于有效值的原因,它在工程計算和電子設備設計中具有重要意義,便于比較和計算不同類型的電能供應。