Effektivspannungs-Rechner

Die RMS-Spannung beschreibt den Effektivwert einer veränderlichen elektrischen Spannung. Dazu wird die Momentanspannung über eine vollständige Periode quadriert, der Mittelwert dieser Quadrate gebildet und daraus die Quadratwurzel gezogen. Da die Erwärmung bei festem Widerstand proportional zum Spannungsquadrat ist, entspricht die Effektivspannung jener Gleichspannung, die an einer ohmschen Last dieselbe mittlere Leistung erzeugen würde. Bei einer reinen, um null zentrierten Sinuswelle ist die Effektivspannung gleich der Spitzenspannung geteilt durch die Quadratwurzel aus zwei. Die Spitze-Spitze-Spannung reicht vom negativen bis zum positiven Spitzenwert und ist somit doppelt so groß wie die Spitzenamplitude. Ein Sinusspitzenwert von 325 V entspricht daher etwa 229.81 V RMS und 650 V Spitze-Spitze. Diese Beziehung wird bei Netzspannung, Audiosignalen, Funktionsgeneratoren und Oszilloskopmessungen häufig genutzt. Die Wellenform ist entscheidend, da Signale unterschiedlich lange nahe ihrer maximalen Amplitude bleiben. Eine symmetrische Rechteckwelle bleibt auf dem positiven oder negativen Spitzenwert; ihr Effektivwert entspricht daher dem Spitzenwert. Eine symmetrische Dreieckwelle verläuft linear zwischen ihren Extremwerten und hat einen Effektivwert gleich Spitzenwert geteilt durch die Quadratwurzel aus drei. Ein um null zentrierter Sägezahn mit linearem Verlauf verwendet in diesem idealen Modell denselben Divisor. Der Rechner wandelt eine Spitze-Spitze-Eingabe zunächst durch Division durch zwei in die Spitzenamplitude um. Danach wendet er den Faktor der gewählten Wellenform an und zeigt Effektiv-, Spitzen- und Spitze-Spitze-Wert gemeinsam an. Die Gleichungen setzen ideale periodische Wellenformen ohne Gleichanteil voraus. Enthält ein Signal Gleichanteile, Rauschen, Verzerrungen oder unregelmäßige Impulse, sollte sein echter Effektivwert aus Abtastdaten bestimmt oder mit einem True-RMS-Gerät gemessen werden. Effektivwerte helfen beim Vergleich von Quellen, der Abschätzung von Widerstandserwärmung, der Isolationsauswahl und der Interpretation von Messwerten. Allein geben sie jedoch weder Frequenz, Phase, Scheitelfaktor noch Transientenverhalten an. Prüfen Sie vor einer Umrechnung stets, ob eine veröffentlichte Angabe ein Effektiv-, Spitzen- oder Spitze-Spitze-Wert ist. Für Sicherheit und Bauteilauswahl ist auch die maximale Momentanspannung zu beachten, denn Isolations- und Halbleitergrenzen hängen oft von Spitzenbelastungen statt von der mittleren Leistung ab.