Respuesta corta: en la mayoría de los casos, los valores RMS deben considerarse para calcular la potencia en un componente, sin embargo, si es necesario calcular la potencia suministrada por una fuente de CC, entonces se debe usar la media o los componentes de CC.
Se debe hacer una distinción importante: la primera vez que hice esta pregunta, pensé erróneamente que un multímetro configurado en voltios de CA o amperios mostraba el valor RMS de una señal, independientemente de si DC estaba presente o no. , por lo tanto, cuando estaban presentes tanto DC como AC, estaba confundido sobre qué valor utilizar, por ejemplo, para calcular la potencia; en cambio, cuando se configura en AC, un multímetro muestra el valor RMS de el componente AC de la señal solo , sin embargo, si desea el valor RMS de una señal en la que tanto DC como AC están presentes, debe medir tanto el componente AC como el DC en un multímetro y \ $ V_ {RMS} = \ sqrt {V_ {DC } ^ 2 + V_ {RMS_ {AC}} ^ 2} \ $ debe usarse. Es obvio que si no hay DC presente, el valor medio sería cero y el valor mostrado por el multímetro configurado a AC es de hecho el valor RMS de la señal,.
El valor RMS de una señal es
\ $ RMS = \ sqrt {\ frac {1} {T} \ int_ {0} ^ {T} f (t) ^ 2dt} \ $
Este es el valor que debe usarse, por ejemplo, en una señal rectificada a través de un LED.
La contribución de los componentes de CC y CA se puede ver fácilmente si el análisis se centra en los armónicos, luego, la potencia se calcula como:
$$ P = V_ {DC} I_ {DC} + \ Re \ {\ frac {1} {2} \ sum_ {n = 1} ^ \ infty V_nI_n ^ * \} $$
Donde:
\ $ V_ {DC} \ $ y \ $ I_ {DC} \ $ son el voltaje de CC y la corriente
y
\ $ V_n \ $ y \ $ I_n \ $ son fasores e incluyen el pico de voltaje y la corriente del armónico nth junto con su fase.
En el caso de que solo haya una frecuencia, entonces \ $ P \ $ es simplemente
$$ P = V_ {DC} I_ {DC} + \ Re \ {\ frac {1} {2} V_pI_p ^ * \} $$
Por lo tanto, la potencia en, por ejemplo, una resistencia, se debe tanto al componente DC + AC.
Al calcular la energía que está siendo suministrada por una fuente de CC, la tensión de CC de la fuente y la corriente a través de la fuente se deben considerar para calcular la energía que recibe la fuente, lo mismo sucede con una fuente de CA, pero en ese caso La tensión de CA y la corriente de CA deben considerarse.
En cuanto a la corriente, el valor RMS es
$$ I_ {RMS} = \ sqrt {I_ {DC} ^ 2 + \ frac {1} {2} \ sum_ {n = 1} ^ {\ infty} I_n ^ 2} $$
Donde
\ $ I_ {DC} \ $ es el componente DC y \ $ I_n \ $ es el valor máximo del nth armónico, de nuevo, si solo está presente el fundamental, la ecuación se reduce a:
$$ I_ {RMS} = \ sqrt {I_ {DC} ^ 2 + \ frac {1} {2} I_p ^ 2} $$
El voltaje RMS se calcula de manera similar, por lo tanto, en general, para calcular la potencia en un componente en el que tanto el componente DC como el componente AC están presentes, debemos considerar el valor RMS.
Considere el siguiente ejemplo de 2 resistencias en serie, también hay un componente de 10 VCA en la parte superior de un componente de 12 VCC que alimenta el circuito, también agregué un medidor de potencia y una sonda de voltaje actual.
El voltaje pico es claramente la mitad del pico al voltaje pico, por lo que
$$ V_p = 9.94 / 2 = 4.97V $$
El voltaje de CC es
$$ V_ {DC} = 6V $$
El voltaje RMS es:
$$ V_ {RMS} = \ sqrt {6 ^ 2 + \ frac {1} {2} 4.97 ^ 2} = 6.95V $$
Que concuerda con el valor que se muestra en el cuadro amarillo en la imagen
La corriente se puede calcular de la misma manera, su valor es
$$ I_ {RMS} = 6.95 mA $$
La potencia es simplemente \ $ P = V_ {RMS} I_ {RMS} = 48.3mW \ $ que concuerda con el medidor de potencia, (Nota: he notado que en Multisim, los valores de voltaje y corriente que muestran las sondas son no es 100% precisa, a diferencia de los valores mostrados por el multímetro que son más precisos, es por eso que hay una ligera diferencia entre la potencia calculada y la potencia mostrada por el medidor de potencia)
Tenga en cuenta que la potencia podría haberse calculado utilizando \ $ P = V_ {DC} I_ {DC} + \ Re \ {\ frac {1} {2} V_pI_p ^ * \} \ $, y los resultados serían el mismo.