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04-01-2002

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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.?

(Risponde Luca Boschini)

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.

 

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