Entiendo que el factor de forma y el factor de pico se supone que son razones que involucran los valores RMS, máximos y promedio de corriente o voltaje para circuitos de corriente alterna, pero no entiendo específicamente por qué esas razones son importantes como para necesitar un nombre especial. ¿Hay alguna explicación o uso que muestre la importancia de por qué las cantidades para esas razones se seleccionan y se colocan de esa manera?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Si de hecho te refieres al factor de cresta, entonces el artículo de la wiki proporcionado es una buena fuente. Por ejemplo, el factor de cresta es un término útil cuando se aplica a los multímetros: -
El factor de cresta es un parámetro importante para entender al intentar tomar medidas precisas de señales de baja frecuencia. Por ejemplo, dado cierto multímetro digital con una precisión de CA de 0,03% (siempre especificada para ondas sinusoidales) con un error adicional del 0,2% para factores de cresta entre 1,414 y 5, entonces el error total para medir una onda triangular (factor de cresta = 1,73) es 0,03% + 0,2% = 0,23%.
Para otras aplicaciones, considera un amplificador de audio diseñado para manejar una señal RMS de 1 voltio en la entrada. Si no entendemos nada sobre el factor de cresta de la señal real que entra en el amplificador, podríamos diseñarlo para funcionar con ondas sinusoidales RMS de 1 voltio y pasar por alto el hecho de que para una señal de audio, el factor de cresta es bastante alto. Pasar por alto el factor de cresta significaría que el amplificador distorsionaría mucho en los picos de audio: -
¿Hay alguna explicación o uso que muestre la importancia de por qué las cantidades para esas proporciones se seleccionan y colocan de esa manera?
Para formas de onda simples como seno, cuadrada, triangular y diente de sierra, el factor de cresta no es importante de mencionar porque matemáticamente la forma de la señal define cuál es el valor pico a RMS.
En cuanto al factor de forma, el artículo de Wikipedia lo explica suficientemente, pero me enfocaré en un punto particular de relevancia: -
Los instrumentos de medición de CA digitales a menudo están construidos con formas de onda específicas en mente. Por ejemplo, muchos multímetros digitales de CA están específicamente configurados para mostrar el valor RMS de una onda sinusoidal. Dado que el cálculo del RMS puede ser difícil de lograr digitalmente, en su lugar se calcula el promedio absoluto y el resultado se multiplica por el factor de forma de una onda senoidal. Este método dará lecturas menos precisas para formas de onda que no sean sinusoidales.
Así que entra en juego cuando se utilizan voltímetros más baratos para medir (o inferir) el valor RMS de una señal. Casi siempre estamos interesados en el valor RMS y equipos más caros tendrán capacidades de medición de "verdadero RMS", pero los equipos más baratos usarán un rectificador de señales económico y luego un filtro de paso bajo en esa salida rectificada para hacer una estimación del RMS. Si la señal es una onda sinusoidal, entonces el medidor sabe que tiene que multiplicar el valor rectificado promediado por 1.1107 (\$\frac{\pi}{2\sqrt2}\$) para predecir el valor RMS. Por supuesto, no usa un multiplicador; usa una pequeña ganancia de señal en la señal promediada antes de enviarlo a su ADC.
Pero, el problema llega cuando la señal no es una onda sinusoidal. Si fuera una onda cuadrada, entonces el valor RMS predicho sería de 11.07% demasiado alto porque el factor de forma para una onda cuadrada es la unidad. De la misma manera, si la señal fuera una onda triangular (factor de forma \$\frac{2}{sqrt3} \approx 1.1574\$), entonces el RMS de la señal se predeciría ser aproximadamente un 4% más bajo.
