Valores Medios y Eficaces de Ondas Periódicas




OBJETIVO
1.1 Desarrollar en el estudiante, la habilidad necesaria en el uso y manejo de los materiales, equipos e instrumentos utilizados para la realización de las prácticas.
1.2 Enseñar la operación, uso y cuidados de los instrumentos de medida.
1.3 Revisar los conceptos de valor máximo, valor medio, valor eficaz, factor de forma y factor de cresta, que han sido tratados en clase.1.4 Efectuar las fórmulas que permitan diagnosticar los valores requeridos.

1.5 Estudio de la variación de diferentes graficas obtenidas en el osciloscopio.

FUNDAMENTO TEÓRICO
¿QUÉ ES UNA ONDA PERIODICA?
Las ondas periódicas son aquellas ondas que muestran periodicidad respecto del tiempo, es decir, describen ciclos repetitivos. En una onda periódica se cumple:

donde el periodo propiofundamental ,  es la frecuencia de la componente fundamental de la onda periódica y  un número entero.
Toda onda periódica es, por definición, una onda determinista, por cuanto puede ser descrita matemáticamente (mediante un modelo matemático).






Ciclo: Es la parte de onda comprendida entre t y t+T.
Frecuencia f: Número de ciclos en la unidad de tiempo: f = 1/T
Fase: Es el estado decada uno de los puntos del ciclo. Cada fase se repite a intervalos de un período: A y A’ están en fase; B y B’ están en fase; C y C’ están en fase.
Se puede definir la fase por la fracción de un período que ha transcurrido desde el instante correspondiente hasta el valor o estado que se tome como referencia.


Valor medio
El valor medio de una onda  se calcula sobre un intervalo de la funcióncorrespondiente a un periodo propio fundamental completo  desde cualquier instante .

Es muy frecuente que el valor medio de una onda periódica sea cero. En electrotecnia y electrónica un valor medio no nulo mide la magnitud de un componente de corriente continua en una señal.
Se llama valor medio de una tensión (o corriente) alterna a la media aritmética de todos los valores instantáneos detensión ( o corriente), medidos en un cierto intervalo de tiempo.En una corriente alterna sinusoidal, el valor medio durante un período es nulo: en efecto, los valores  positivos se compensan con los negativos. Vm = 0 





Valor eficaz
El valor eficaz (raíz cuadrática media o RMS) de una onda periódica  se calcula sobre un intervalo de la función correspondiente a un periodo propiofundamental completo  desde cualquier instante .

El valor eficaz de una onda periódica es de especial interés en física cuando se aplica a presiones (mecánica), tensiones o intensidades (electrotecnia ó electrónica) para cálculos relacionados con la energía o la potencia. Con relación al valor máximo (o valor de cresta o pico)  en una ónda de valor medio nulo, el cálculo del valor eficaz de lassiguientes formas de onda se pueden simplificar:
Onda armónica simple (sinusoidal): 
Onda cuadrada : 
Onda triangular: 
La relación entre la amplitud máxima y el valor eficaz de una onda periódica depende, por tanto, de la forma de onda.

Se llama valor eficaz de una corriente alterna, al valor que tendría una corriente continua que produjera la misma potencia que dicha corriente alterna, alaplicarla sobre una misma resistencia. Es decir, se conoce el valor máximo de una corriente alterna (I0).Se aplica ésta sobre una cierta resistencia y se mide la potencia producida sobre ella.
A continuación, se busca un valor de corriente continua que produzca la misma potencia sobre esa misma resistencia. A este último valor, se le llama valor eficaz de la primera corriente (la alterna).
Para unaseñal sinusoidal, el valor eficaz de la tensión es: 

  y del mismo modo para la corriente 

 la potencia eficaz resultará ser:

 Es decir que es la mitad de la potencia máxima (o potencia de pico)
La tensión o la potencia eficaz, se nombran muchas veces por las letras RMS. 
O sea, el decir 10 VRMS ó 15 WRMS significarán 10 voltios eficaces ó 15 vatios eficaces, respectivamente.

Factor...