Electrónica: conceptos, definiciones, leyes, teoremas

Valor RMS

La corriente alterna y los voltajes (cuando son alternos) se expresan de forma común por su valor efectivo o RMS (Root MeanSquare – Raíz Media Cuadrática). Cuando se dice que en nuestras casas tenemos 120 o 220 voltios, éstos son valores RMSo eficaces.

¿Qué es RMS y porqué se usa?

Un valor en RMS de una corriente es el valor, que produce la misma disipación de calor que una corriente continua de la misma magnitud.

En otras palabras: El valor RMS es el valor del voltaje o corriente en C.A. que produce el mismo efecto de disipación de calor que su equivalente de voltaje o corriente directa

Ejemplo:
1 amperio (ampere) de corriente alterna (c.a.) produce el mismo efecto térmico que un amperio (ampere) de corriente directa (c.d.) Por esta razón se utiliza el termino “efectivo”

El valor efectivo de una onda alterna se obtiene multiplicando su valor máximo por 0.707.

Entonces V_RMS = V_PICO x 0.707

Ejemplo: Encontrar el voltaje RMS de una señal con V_PICO = 130 voltios
130 Voltios x 0.707 = 91.9 Voltios RMS

Valor Pico

Si se tiene un voltaje RMS y se desea encontrar el voltaje pico: V_PICO = V_RMS / 0.707

Ejemplo: encontrar el voltaje Pico de un voltaje RMS
V_RMS = 120 Voltios
V_PICO= 120 V / 0.707 = 169.7 Voltios Pico

Valor promedio

El valor promedio de un ciclo completo de voltaje o corriente es cero (0). Si se toma en cuenta solo un semiciclo (supongamos el positivo) el valor promedio es: V_PR = V_PICO x 0.636

La relación que existe entre los valores RMS y promedio es: V_RMS = V_PR x 1.11 V_PR = V_RMS x 0.9

Ejemplo: Valor promedio de sinusoide = 50 Voltios, entonces:

V_RMS = 50 x 1.11 = 55.5 Voltios
V_PICO = 50 x 1.57 Voltios = 78.5 Voltios

Resumiendo en una tabla

Notas:
- El valor pico-pico es 2 x Valor pico
- Valor RMS = Valor eficaz = Valor efectivo

Entiende cómo se expresan las unidades en términos eléctricos.

• El voltaje proveído por una fuente a una carga (V) crea una corriente en la carga (I) relacionada a la resistencia de la carga (R).
  
• La relación entre estas unidades es V = I x R. La potencia (P) es (cuadrado de I) x R. Como I = V dividido por R, la potencia puede expresarse también como (cuadrado de I dividido por R) multiplicado por R o (cuadrado de V) dividido por R.
  

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   Identifica qué es RMS. El valor RMS es definido como la raíz cuadrada del promedio de los cuadrados de los valores pico de las formas de onda que componen la fuente de energía.

   • Por ejemplo, si la fuente de energía se caracteriza por 4 formas de onda sumadas con valores pico de forma de onda A1, A2, A3 y A4, el valor RMS será la raíz cuadrada de (la suma de los cuadrados de los cuatro valores A (dividida por 4)).
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   Ten en cuenta que los cálculos RMS son independientes de la frecuencia.Una forma de onda que oscila más rápido que otras gasta menos tiempo en el valor pico, pero también gasta menos tiempo en las zonas de baja potencia de la fase eléctrica de la forma de onda trazada. La variación entre el pico superior e inferior de la forma de onda de alta frecuencia es más aguda y rápida que la de la forma de onda de baja frecuencia, sin embargo la rápida repetición de estos valores anula exactamente la variación. Por tanto, dos formas de onda con formas idénticas pero diferentes frecuencias entregan la misma potencia.
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   Halla la relación entre el valor pico y el valor RMS de una onda sinusoidal. La onda sinusoidal se expresa como una amplitud A veces el seno de (2 pi veces la frecuencia por el tiempo). Solamente importa la amplitud A. Una onda sinusoidal con pico en A tiene un valor RMS de A dividido por la raíz cuadrada de 2. Por ejemplo, la medida de 120 voltios RMS entregados a la casa nos muestra que la forma de onda entrante tiene el valor pico en 120 veces la raíz cuadrada de 2 o 170 voltios.
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   Deriva la potencia RMS de una onda cuadrada. Una onda cuadrada alterna entre valores positivos y negativos del valor pico establecido sin pérdidas de fase eléctricas, el cálculo del valor RMS solamente convierte todos los valores negativos a positivos, resultando en A siendo el mismo para cada pico y el valor RMS de la onda cuadrada.
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   Calcula el valor RMS de una onda diente de sierra. Una onda diente de sierra es menos eficiente que una onda sinusoidal al entregar potencia. La relación entre el valor pico y el valor RMS de una onda diente de sierra es: RMS es igual a A dividido por la raíz cuadrada de 3.