# Valor eficaz

Em matemática, a raiz do valor quadrático médio ou RMS (do inglês root mean square) ou valor eficaz é uma medida estatística da magnitude de uma quantidade variável. Pode-se calcular para uma série de valores discretos ou para uma função variável contínua. O nome deriva do fato de que é a raiz quadrada da média aritmética dos quadrados dos valores. É um caso especial da potência média com o expoente p = 2.

## Definição

O RMS para uma coleção de N valores {x$_1$, x$_2$, ... , x$_N$} é dado pela fórmula (1):
    $(1)x_{\mathrm {rms} }={\sqrt {{1 \over N}\sum _{i=1}^{N}x_{i}^{2}}}={\sqrt {{x_{1}^{2}+x_{2}^{2}+\cdots +x_{N}^{2}} \over N}}$
Para uma função variável contínua f(t) definida sobre o intervalo T$_1$ ≤ t ≤ T$_2$ o RMS é dado pela expressão:
    $(2)x_{\mathrm {rms} }={\sqrt {{1 \over {T_{2}-T_{1}}}{\int _{T_{1}}^{T_{2}}{[f(t)]}^{2}\,dt}}}.$
O valor rms para uma função ao longo do tempo é:
    $(3)f_{\mathrm {rms} }=\lim _{T\rightarrow \infty }\left({\sqrt {{1 \over {2T}}{\int _{-T}^{T}{[f(t)]}^{2}\,dt}}}\right).$
O RMS ao longo do tempo para uma função periódica é igual ao RMS de um período da função. O valor RMS de uma função ou sinal contínuos pode ser avaliado, tomando o RMS de uma série de amostras, igualmente espaçadas no tempo.

## Equações para calcular os valores RMS de formas de onda comuns

Grandezas e Unidades: 't:' tempo em Segundos (s) 'f:' Frequencia em Hertz (Hz) 'a:' amplitude (valor de pico). Pode ser qualquer grandeza física, ex.: Corrente (Ampéres), Tensão (Volts), Força (Newtons), etc '%:' é a operação "Resto da divisão" Ex.: 10 / 3 = 3,333333... 10 % 3 = 0,3333333... :
| Forma de Onda | Equação | RMS |
| Senoide $^{(pt-BR)}$/ Sinusoide $^{(pt-PT)}$ | $y=a\sin(2\pi ft)\,$ | ${\frac {a}{\sqrt {2}}}$ |
| Onda Quadrada | $y={\begin{cases}a&((ft)\%1)<0.5\\-a&((ft)\%1)>0.5\end{cases}}$ | $a\,$ |
| Senoide / Sinusoide e Modificada | $y={\begin{cases}0&((ft)\%1)<0.25\\a&0.25<((ft)\%1)<0.5\\0&0.5<((ft)\%1)<0.75\\-a&((ft)\%1)>0.75\end{cases}}$ | ${\frac {a}{\sqrt {2}}}$ |
| Onda "Dente-de-Serra" | $y=0.5-2a((ft)\%1)\,$ | $a \over {\sqrt {3}}$ |

## Utilização

O valor eficaz de uma função é frequentemente usado na física e na eletrônica. Por exemplo, nós podemos calcular a Potência P dissipada por um condutor elétrico de resistência R. Ela é fácil de se calcular quando uma corrente constante (I) percorre o condutor, que é simplesmente:
    $(4)\qquad \qquad P=I^{2}R$
ou, considerando uma tensão eléctrica V, é aplicada a uma resistência R, fica:
    $(5)\qquad \qquad P={V^{2} \over R}$
Mas e se a corrente é uma função I(t) que varia seu valor no tempo? É neste momento que se utiliza o valor eficaz. Neste caso, pode-se substituir o valor da corrente constante I pelo valor eficaz da função I(t) na equação acima para se obter a potência dissipada média, assim:
    $(6)\qquad \qquad P=I_{\mathrm {rms} }^{2}R$
Alternativamente, se a tensão é uma função V(t) que varia seu valor no tempo, a potência dissipada média é dada pela equação:
    $(7)\qquad \qquad P={V_{\mathrm {rms} }^{2} \over R}$
No caso comum da corrente alternada, quando I(t) é uma corrente senoidal, tal como se verifica na energia eléctrica distribuída na rede pública, o valor RMS é fácil de calcular a partir da equação (2) acima indicada. O resultado é:
    $(8)\qquad \qquad {I_{\mathrm {rms} }}={I_{p} \over {\sqrt {2}}}$
ou, no caso da tensão:
    $(9)\qquad \qquad {V_{\mathrm {rms} }}={V_{p} \over {\sqrt {2}}}$
em que I$_p$ e V$_p$ são os valores de pico (amplitude).
O valor RMS pode ser calculado usando a equação (2) para qualquer forma de onda, por exemplo, um sinal de áudio ou de rádio. Assim, podemos calcular a potência média fornecida a uma carga específica. Por esta razão, as tensões indicadas em tomadas de energia e equipamentos eléctricos, (127V ou 220V) são os valores RMS e não os valores de pico (amplitudes).
No campo de áudio, potência média é frequentemente (e de forma errada) designada potência RMS. Isto deve-se provavelmente derivado de Tensão RMS ou corrente RMS. Além disso, como o valor RMS implica alguma forma de valor médio, expressões como "potência RMS de pico", frequentemente utilizadas em anúncios de amplificadores de áudio, não têm qualquer significado.

## Relação entre média aritmética e desvio padrão

Se ${\bar {x}}$ for a média aritmética e $\sigma _{x}$ o desvio padrão de uma população, então:
    $x_{\mathrm {rms} }^{2}={\bar {x}}^{2}+\sigma _{x}^{2}.$