Un multímetro AC devalor eficaz verdadero (True RMS enInglés) es más preciso que otros multímetros de AC para medir formas de onda deAC que no sean ondas sinusoidales perfectas. Para entender la razón detrás deello, en este artículo se explicará el concepto de valor eficaz (RMS).
Primero, hay queconsiderar que, comparando una señal DC y una señal AC, aunque el voltaje de laseñal DC sea el mismo que el voltaje pico de la señal AC, ambas señales noestarían entregando la misma cantidad de energía promedio, pues el voltaje dela señal DC es constante mientras que el de la señal AC aumenta y disminuye.
En la figura 1 sepuede observar la comparación, donde se está utilizando una onda AC rectificada(considerando que un signo negativo indica únicamente la dirección, y paravisualizar la onda AC en términos de la energía que entrega).
Por ello, al medir ondas AC es preferible expresar su valor eficaz, esdecir, el voltaje debería tener una señal DC para disipar la misma potencia (Watts)que disiparía la onda AC medida.
El valor eficaz también se conoce como la media cuadrática, y en inglés seconoce como RMS (de root mean square, raízde la media de los cuadrados), y se calcula con la siguiente fórmula:
El proceso deelevar los números al cuadrado, obtener la media, y luego obtener la raíz de lamedia elimina los signos negativos, es decir, es como si se obtuviera la mediade la onda rectificada.
Para una ondasinusoidal perfecta, la fórmula de la figura 2 se simplifica a:
Por ejemplo, sedice que el voltaje de una toma de corriente común de hogar en Norteamérica esde 120V, aunque este valor realmente son 120 Vrms. Despejando la fórmula de lafigura 3, esto significaría la señal de AC realmente tiene un voltaje pico deaproximadamente 170 V.
Cabe mencionarque la fórmula de la figura 3 funciona únicamente para ondas sinusoidales.Hay que considerar que en la industria se pueden estar midiendo ondas condiferentes formas debido a cargas no lineales, o se pueden estar midiendo ondascuadradas. En esos casos, es necesario calcular usando la fórmula de la figura2.
Los multímetrosde AC que no son “true RMS” o de “valor eficaz verdadero” realizan uncálculo diferente, utilizando un promedio, por lo que se conocen comomultímetros de RMS promediado.
Sin embargo, sise calcula el promedio como tal de unciclo completo, el resultado sería 0, pues el semi-ciclo positivo se cancelaríacon el negativo. Las alternativas son calcular el promedio de únicamente el semi-ciclopositivo, o rectificar completamente la onda.
Si se integra lafunción seno para un semi-ciclo, se encuentra que el voltaje promedio (
) es igual al voltaje pico multiplicado por 0.637.
La razón por la queel voltaje promedio es diferente al voltaje RMS de la misma onda es porque el voltajeRMS se calcula en función de la potencia que disipa una onda, y la relaciónentre voltaje y potencia no es lineal (P = V²/R). Es decir, si se tiene unaonda sinusoidal con una amplitud de 1, una señal de DC que disipe la mismapotencia no sería de 0.637 (promedio) sino de 0.707 (RMS).
Entonces, losmultímetros de RMS promediado realmente calculan el promedio de una onda(rectificada, para evitar un resultado de cero), y este valor es multiplicadopor 1.11 (la relación entre 0.637 y 0.707) para finalmente obtener y desplegarel valor RMS.
Este cálculofunciona únicamente en el caso de medir una onda perfectamentesinusoidal. Al medir otras formas de onda, el valor RMS desplegado seráincorrecto. En la figura 5 se muestra el error en el valor eficaz desplegadopara diferentes formas de onda.
Multímetros de valor eficaz promediado
En cambio, losmultímetros “true RMS” o de “valor eficaz verdadero” toman varias muestras através de un ciclo y aplican la fórmula de la figura 2, por lo que el valoreficaz que despliegan es correcto independientemente de la forma de onda.
Multímetros de valor eficaz verdadero
