Avendo problemi a prendere sonno, e non essendoci qui il signor Goldberg, prendetevi questo post, lungo e noioso, con tutti i passaggi fatti (prima o poi lo trasfmormo in un articolo per il portale).
TardoFreak ha scritto:Isidoro, ora che leggo meglio devo precisare una cosa: per RMS intendo quelli calcolati con la tensione efficace. Da quanto ne so io per RMS s' intende questo.
Questa e` la potenza media, non quella rms. Ovviamente carico resistivo, altrimenti bisogna tirare in ballo la potenza apparente...
La ragione e` questa: RMS e` una ricetta che dice:
- S: prendi il segnale e fanne il quadrato
- M: fanne il valore medio
- R: estrai la radice dal risultato
La cosa ha senso per le tensioni e correnti perche' permette di trovare l'effetto termico... solita storia che sanno anche i gatti.
Prendiamo un segnale sinusoidale

e applichiamolo a una resistenza

La potenza istantanea vale

Calcoliamo il valore
medio di questa espressione (potenza media)

.
Il valore medio di una funzione sinusoidale su un numero intero di cicli vale zero, e dopo calcoli inutili si ritrova la solita espressione

.
Adesso vediamo cosa capita succede quando si usa il valore efficace. La potenza

(per il momento la chiamo cosi`, poi vediamo) che si ottiene vale

e ricordando che per una tensione sinusoidale si ha

sostituendo nell'espressione precedente si ha

ma questa e` la potenza

! Usando la tensione efficace su una resistenza si ottiene la potenza
media.
Proviamo in un altro modo, senza vincolarci a segnali sinusoidali. La definizione di tensione efficace e`

. Sostituiamolo nell'espressione di

(fra virgolette):
e visto che l'operatore di media e` lineare, il fattore R puo` entrare nella media e si ha

.
Abbiamo ritrovato che usando le grandezze efficaci di tensione (o corrente) si trova la potenza media.
A questo punto verrebbe da dire: ma e` solo un altro nome della stessa quantita`. In realta` non e` cosi`, perche' si puo` calcolare la potenza efficace, applicando la definizione a ricetta data prima. Riprendiamo il valore della potenza istantanea di una tensione sinusoidale su una resistenza:

.
Si deve fare il quadrato (S) di questa funzione:

Ora dobbiamo prendere il valore medio (M), ricordando che come prima il valore medio di una funzione sinusoidale presa su un numero intero di periodi vale zero:
Edit 2015: Corretto un typo, grazie
RenzoDFL'ultimo passo consiste nel prendere la radice quadrata (R) di quanto calcolato finora ottenendo la
vera potenza efficace, quella ottenuta applicando la definizione di rms:

e da questo si vede che

.
Due numeri giusto per vedere cosa capita. Tensione sinusoidale con picco di 100V, su una resistenza da 50 ohm. La potenza
media dissipata vale

. La potenza
efficace vale invece

Il problema della potenza efficace non e` solo che applicando l'operatore rms viene un risultato diverso rispetto alla potenza media (che e` poi quella che scalda). Un problema ancora maggiore e` che per arrivare a questo risultato si e` passati per una potenza al quadrato, che non ha
nessun significato fisico (tranne
forse in un caso).
Il sito della Rane ha un
glossario che alla voce incriminata dice:
rms power No such thing. A misnomer, or application of a wrong name. There is no such thing as "rms power."
Average or
apparent power is calculated using rms values but that does not equal "rms power;" it equals continuous sine wave power output into a resistive load.
root mean square Abbr.
rms (lowercase)
Mathematics. The square root of the average of the squares of a group of numbers. [AHD] A useful and more meaningful way of averaging a group of numbers.