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RMS e TRUE-RMS (INS202)

Ao medir tensões e correntes alternadas, problemas de formas de onda dos sinais medidos podem afetar a precisão. Isso leva à necessidade de se possuir instrumentos que trabalhem com o que se denomina True-RMS, que é algo diferente do RMS simples. Veja neste artigo o que esses dois termos significam.

As escalas de correntes e tensões alternadas de instrumentos simples como multímetros são calibradas de maneira a dar uma indicação de valor RMS quando se trata de um sinal senoidal de 60 Hz.

Esse valor corresponde a 63,7% do valor de pico e leva em conta que o sinal senoidal (corrente ou tensão) medido não tem qualquer distorção, conforme indica a figura 1.

 

Valor do pico e RMS.
Valor do pico e RMS.

 

Na prática, entretanto, quando medimos uma tensão alternada ou uma corrente alternada num circuito comum que tenha elementos capacitivos, indutivos ou ainda dispositivos de comutação, ocorre uma forte distorção da forma de onda do sinal e também a introdução de harmônicas.

Estas harmônicas nada mais são do que tensões ou correntes de frequências múltiplas do sinal que se sobrepõem modificando sua forma de onda. Veja a figura 2.

 

Deformações e alterações que afetam o valor RMS.
Deformações e alterações que afetam o valor RMS.

 

O resultado líquido desta distorção é que o instrumento passa a indicar um valor que não corresponde ao RMS (Root Mean Square real ou "True").

Em outras palavras, a partir do momento em que é medida uma tensão ou corrente alternada sobre uma carga que não seja resistiva pura, não podemos garantir mais uma precisão de leitura, e isso é mais freqüente do que se pode imaginar.

Motores que possuem escovas que comutam o circuito em alta velocidade gerando transientes e deformações do sinal, fontes chaveadas que carregam capacitores em altas velocidade gerando picos de corrente de curtíssima duração, transformadores que têm as características de seus núcleos modificadas pela presença de componentes de alta freqüência na corrente de alimentação são alguns exemplos de dispositivos em que a medida de tensões e correntes alternadas pode apresentar problemas.

Para medir a tensão ou a corrente em tais dispositivos, devem ser utilizados instrumentos com características especiais capazes de trabalhar também com correntes não senoidais.

Lembramos que o valor RMS de uma tensão senoidal é dado pelo quociente do valor pico pela raiz quadrada de 2 ou 1,414213, conforme se vê na figura 3.

 

O valor RMS é dado pela integração da função y=y) sem wt no intervalo de 0 a t.
O valor RMS é dado pela integração da função y=y) sem wt no intervalo de 0 a t.

 

Uma maneira simples de construir instrumentos capazes de medir o valor real (true) de uma corrente RMS é através de circuitos que façam uso de sensores de Efeito Hall.

Estes sensores podem ser usados para detectar a energia envolvida na transferência do sinal, o que não leva em conta picos ou harmônicas em dispositivos que não são introduzidos eletricamente no circuito, verifique a figura 4.

 

Indicadores com sensores HALL indicam valores TRUE-RMS
Indicadores com sensores HALL indicam valores TRUE-RMS

 

Os medidores que podem dar indicações precisas dos valores RMS de correntes num circuito sem haver o perigo de terem a influência de transientes ou harmônicas, são denominados medidos "True RMS".

 

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