Vorrei sapere come poter calcolare la potenza in watt rms in uscita da un’amplificatore di potenza. In pratica, come converto il valore in volt (facilmente ottenibile tramite un raddrizzatore e un voltmetro) in watt r.m.s.?

Se non hai necessità di una lettura particolarmente precisa, ne’
di una risoluzione temporale elevata, il solo voltmetro è sufficiente
ai tuoi scopi. Unica cosa da verificare è che il carico sia di
natura resistiva, di valore noto e non eccessivamente elevato (inferiore,
diciamo, al megaohm).

Supponiamo che vuoi per esempio sapere la potenza
erogata da uno stereo: sulle casse o sul manuale dell’apparecchio
leggerai l’impedenza delle casse, che sarà solitamente di 4 o 8W
; nota che, benché una cassa sia sostanzialmente un induttore, la si
può approssimare ad una resistenza, almeno nella banda audio, in quanto
al suo interno vengono messi altri carichi capacitivi e resistivi per
rendere l’impedenza totale assumibile con buona approssimazione come
una resistenza da 4 o 8W
.

A questo punto, basta impostare la lettura del
voltmetro sulle tensioni alternate e porlo in parallelo al carico; fin
tanto che il carico ha bassa impedenza, la potenza trasferita sul
voltmetro è trascurabile e la lettura può essere considerata precisa.

Ora, dall’equazione P=V2/R puoi dedurre
la potenza erogata. Il valore che ottieni è già r.m.s. in quanto,
quando il voltmetro viene impostato sulla lettura delle tensioni
alternate, ciò che viene visualizzato è in effetti il valore ,
dove v(t) è la tensione ai puntali del voltmetro e le parentesi
indicano una media temporale, il che è appunto la tensione r.m.s.
Solitamente la media viene fatta su un multiplo intero di periodi della
tensione di rete (1/50 di secondo), in modo da fornire letture corrette
della tensione nei cavi elettrici. E’ allora evidente che elevando al
quadrato la lettura del voltmetro e dividendo per il carico si ottiene
proprio la potenza r.m.s. desiderata.

Va solo notato che, siccome la media temporale viene
fatta su 10-100 cicli della tensione di rete, quello che si legge è la
media temporale della potenza entro 1/5 – 2 secondi, per cui non si
potranno apprezzare i picchi di potenza brevi. Oltre a ciò, come detto,
siccome il carico della cassa non è perfettamente resistivo, la lettura
è solo approssimata.

Ultimo problema di cui tenere conto è la risoluzione
dello strumento di misura: i voltmetri commerciali senza particolari pretese
mostrano le letture delle tensioni alternate, di solito, con risoluzione
di 0,1V, da cui ne consegue che una potenza di pochi mW risulterà
scarsamente apprezzabile: è necessario erogare costantemente almeno
1W per poter vedere letture significative sullo strumento, a meno di non
procurarsi un voltmetro professionale, con scale più fini e maggiore
sensibilità.

Per finire, una considerazione di carattere terminologico:
non è corretto parlare di “watt r.m.s.” in quanto una
tensione r.m.s. al quadrato su una resistenza dà una potenza media.