Valore di picco Valore medio Valore RMS

Definizione del valore di picco

Il valore di picco di una grandezza alternata si riferisce alla massima ampiezza che raggiunge in un ciclo. Conosciuto anche come valore massimo, ampiezza o valore di cresta, questo parametro per una grandezza sinusoidale si verifica a 90 gradi, come illustrato nella figura sottostante. I valori di picco di tensione e corrente alternate sono denotati rispettivamente da E_m e I_m.

Valore medio delle grandezze alternate
Il valore medio di una tensione o corrente alternata è definito come la media di tutti i valori istantanei su un ciclo completo. Per forme d'onda simmetriche come i segnali sinusoidali, la metà positiva del ciclo riflette la metà negativa. Di conseguenza, il valore medio su un ciclo completo è zero a causa della cancellazione algebrica.

Poiché entrambe le metà del ciclo svolgono lavoro, il valore medio viene calcolato senza considerare le convenzioni dei segni. Pertanto, solo la metà positiva del ciclo viene utilizzata per determinare il valore medio per le forme d'onda sinusoidali. Questo concetto è meglio illustrato attraverso un esempio:

Dividi la metà positiva del ciclo in (n) parti uguali come mostrato nella figura sopra

Siano i₁, i₂, i₃…….. i_n le ordinate medie

Il valore medio della corrente I_av = media delle ordinate medie

Definizione e principio del valore RMS
Il valore RMS (Root Mean Square) di una corrente alternata è definito come la corrente costante che, quando passa attraverso un resistore per un tempo specifico, genera la stessa quantità di calore della corrente alternata attraverso lo stesso resistore nello stesso periodo.

In alternativa, il valore RMS è la radice quadrata della media dei quadrati di tutti i valori istantanei della corrente.

Spiegazione del principio

Consideriamo una corrente alternata I che scorre attraverso un resistore R per un tempo t, producendo lo stesso calore di una corrente continua I_eff. Come illustrato di seguito, il ciclo della corrente è diviso in n intervalli uguali di t/n secondi ciascuno:

Siano i₁, i₂, i₃,………..in le ordinate medie

Allora il calore prodotto in

Definizione e significato del valore RMS

Matematicamente, il valore RMS (Root Mean Square) è espresso come I_eff = radice quadrata della media dei quadrati dei valori istantanei. Questo valore quantifica la capacità di trasferimento di energia di una sorgente AC, distinguiendolo come la vera misura dell'effetto pratico di una corrente o tensione alternata.

Gli amperometri e i voltmetri registrano intrinsecamente i valori RMS. Ad esempio, un approvvigionamento domestico monofase AC standard a 230 V, 50 Hz specifica la tensione RMS, poiché questo valore determina l'energia fornita ai carichi elettrici. Nei circuiti DC, la tensione e la corrente rimangono costanti, semplificando la valutazione della magnitudine, mentre i sistemi AC richiedono metriche specializzate a causa della loro natura variabile nel tempo. Le grandezze alternate sono caratterizzate da tre parametri chiave: il valore di picco (la massima magnitudine istantanea), il valore medio (la media dei valori della metà positiva del ciclo) e il valore RMS (l'equivalente DC effettivo per il trasferimento di energia). Questi parametri consentono collettivamente un'analisi precisa del comportamento del sistema AC e del trasferimento di potenza.