Effektivspannung

Effektivspannung, auch Effektivwert oder RMS-Wert der Wechselspannung, ist eine Größe, die den thermischen Effekt einer elektrischen Spannung beschreibt. Sie entspricht dem Gleichspannungswert, der denselben mittleren Heizwert in einem ohmschen Widerstand erzeugt. Formal ist Vrms der Quadratwurzel aus dem Mittelwert des Quadrats der Spannung über eine Periode: Vrms = sqrt(1/T ∫_0^T v^2(t) dt).

Für periodische Signale ist Vrms ein Maß dafür, wie viel Arbeit pro Zeiteinheit durch die Spannung anliegt. Bei einer rein sinusförmigen Spannungsquelle ist Vrms = Vmax/√2, wobei Vmax die Amplitude ist. Das bedeutet, dass eine sinusförmige Spannung mit Spitzenwert Vmax denselben Heizwert hat wie eine Gleichspannung Vrms = Vmax/√2.

Nicht sinusförmige oder verzerrte Signale haben andere Vrms-Werte, die sich aus der Formel Vrms = sqrt(1/T ∫ v^2 dt) ergeben. Zur Messung verwendet man True-RMS-Messgeräte; einfache Wechselspannungsmessgeräte können bei verzerrten Signalen fehlerhaft sein. Vrms ist unabhängig von der Phasenlage zur Amplitude; es beschreibt die effektive Durchschnittsleistung.

In der Praxis wird der Begriff oft bei Netzteilen und in der Netzspannung verwendet. Typische Werte der Netzspannung sind etwa 230 V RMS in vielen Teilen Europas und ca. 120 V RMS in Nordamerika bei 50 bzw. 60 Hz. In ohmschen Lasten gilt P = Vrms^2 / R; allgemein gilt P = Vrms · Irms · cos φ.

Zusammenfassend gibt die Effektivspannung die dem Heizwert entsprechende Größe der Wechselspannung an und ist eine praxisnahe Größe, um reale Leistungseffekte unabhängig von der Form des Signals zu vergleichen.