Diferencia entre lecturas RMS con multímetro convencional y un True RMS
Muy buenas tardes estimados lectores, en el día de hoy vamos a hablar de algo muy importante y es que la ignorancia frente a este tema nos puede perjudicar de alguna manera en nuestro ámbito laboral o tiempo libre. Se trata sobre las lecturas RMS que se hacen a través de los multímetros convencionales. Sin más esperar veamos algunos conceptos importantes y menesteres para entender este tema.
¿Qué es un voltaje RMS?
El voltaje RMS es un valor proveniente de la formula matemática llamada RMS (Root Mean Square) o raíz media de los cuadrados la cual se le aplica al voltaje pico de una señal senoidal. EL RMS de un voltaje es necesario por que este nos dice cual es el voltaje efectivo que entregará una señal, por tal razón el voltaje RMS o VRMS se le conoce también como voltaje efectivo.
El voltaje pico o Vp o algunas veces conocido también como Vpk, es el voltaje máximo de un semiciclo de una señal excitatriz.
En la figura podremos apreciar los diferentes parámetros tratados en este párrafo.
El valor RMS del voltaje con respecto a un voltaje pico se relaciona de la siguiente manera:
Por ejemplo, en las tomas de nuestra casa, en América Latina, Colombia, hay un voltaje RMS de 110vac, si multiplicamos este voltaje por raíz de 2 obtendremos el voltaje pico positivo. Resulta que el voltaje de nuestras casas, por lo general monofásico, no siempre es una señal senoidal perfecta, lo que perjudica la aplicación de la formula de RMS, por tal motivo las lecturas nos serán exactas y por consiguiente se tendrá que promediar el valor del RMS, este valor es el que por lo general leen los multimetros convencionales.
Como dijimos anteriormente, cuando una señal sinusoidal no es perfecta, no se podrá aplicar correctamente la raíz media de los cuadrados o RMS, por consiguiente nosotros al realizar una lectura con un multimetro convencional, este lo que hará es realizar cálculo diferente, utilizando un promedio, por lo que se conocen como multímetros de RMS promediado.
Sin embargo, si se calcula el promedio como tal de un ciclo completo, el resultado sería 0, pues el semi-ciclo positivo se cancelaría con el negativo. Las alternativas son calcular el promedio de únicamente el semi-ciclo positivo, o rectificar completamente la onda.
Si se integra la función seno para un semi-ciclo, se encuentra que el voltaje promedio es igual al voltaje pico multiplicado por 0.637.
La razón por la que el voltaje promedio es diferente al voltaje RMS de la misma onda es porque el voltaje RMS se calcula en función de la potencia que disipa una onda, y la relación entre voltaje y potencia no es lineal (P = V²/R). Es decir, si se tiene una onda sinusoidal con una amplitud de 1, una señal de DC que disipe la misma potencia no sería de 0.637 (promedio) sino de 0.707 (RMS).
Entonces, los multímetros de RMS promediado realmente calculan el promedio de una onda (rectificada, para evitar un resultado de cero), y este valor es multiplicado por 1.11 (la relación entre 0.637 y 0.707) para finalmente obtener y desplegar el valor RMS. La anterior forma de medir que utiliza el multimetro, solo funciona con senoides y una lectura de otro tipo de onda daría datos erróneos. Y solo funcionaría con senoides perfectos. A continuación mostraremos una tabla de los porcentaje de lectura de distintas ondas con respecto a un multimetro convencional y uno true RMS.
A continuación mostraremos una señal senoidal perfecta, en comparación con señales distorsionadas por corrientes parásitas que son difíciles de leer con precisión con un multimetro convencional:
Para solventar las lecturas erróneas por distorsiones, se deberá utilizar un multimetro True RMS o de “valor eficaz verdadero” que lo que hace es tomar varias muestras a través de un ciclo y aplicar la fórmula del cálculo de RMS o valor eficaz utilizando valores discretos, por lo que el valor eficaz que mostrará será correcto independientemente de la forma de onda.
Lecturas RMS y True RMS en el mundo real
Como dijimos anteriormente, cuando una señal sinusoidal no es perfecta, no se podrá aplicar correctamente la raíz media de los cuadrados o RMS, por consiguiente nosotros al realizar una lectura con un multimetro convencional, este lo que hará es realizar cálculo diferente, utilizando un promedio, por lo que se conocen como multímetros de RMS promediado.
Sin embargo, si se calcula el promedio como tal de un ciclo completo, el resultado sería 0, pues el semi-ciclo positivo se cancelaría con el negativo. Las alternativas son calcular el promedio de únicamente el semi-ciclo positivo, o rectificar completamente la onda.
Si se integra la función seno para un semi-ciclo, se encuentra que el voltaje promedio es igual al voltaje pico multiplicado por 0.637.
La razón por la que el voltaje promedio es diferente al voltaje RMS de la misma onda es porque el voltaje RMS se calcula en función de la potencia que disipa una onda, y la relación entre voltaje y potencia no es lineal (P = V²/R). Es decir, si se tiene una onda sinusoidal con una amplitud de 1, una señal de DC que disipe la misma potencia no sería de 0.637 (promedio) sino de 0.707 (RMS).
Entonces, los multímetros de RMS promediado realmente calculan el promedio de una onda (rectificada, para evitar un resultado de cero), y este valor es multiplicado por 1.11 (la relación entre 0.637 y 0.707) para finalmente obtener y desplegar el valor RMS. La anterior forma de medir que utiliza el multimetro, solo funciona con senoides y una lectura de otro tipo de onda daría datos erróneos. Y solo funcionaría con senoides perfectos. A continuación mostraremos una tabla de los porcentaje de lectura de distintas ondas con respecto a un multimetro convencional y uno true RMS.
A continuación mostraremos una señal senoidal perfecta, en comparación con señales distorsionadas por corrientes parásitas que son difíciles de leer con precisión con un multimetro convencional:
Mis estimados lectores, esto es todo por hoy. Espero que les sea de utilidad esta entrada y la puedan aplicar correctamente.
Escrito por: Breismam Alfonso Rueda Díaz
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