Watts RMS, um erro conceitual
Autor: Paulo Brites | Publicado: 2013-05-18T18:14:00-03:00

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Se
há uma coisa que me incomoda é a imprecisão na conceituação de um parâmetro ou
uma definição mal feita.



Quem
acompanha os meus escritos desde a saudosa Revista Antenna lá pelos idos de
1978 quando inicie como “escritor” e, mais tarde no Jornal Ícone, já deve ter percebido esta minha obsessão.



Não
tenho dúvidas que fui influenciado por alguns de meus grandes mestres lá na
Escola Técnica de Ciências Eletrônicas do Ibratel, dentre eles, meus principais
gurus foram Paulo Mendes, Paulo Batista e o Prof. França.



Mais
tarde, a formação em matemática também teve papel decisivo nessa preocupação em
expressar as coisas corretamente.



Somado
a tudo isso, vem a idade. Com o tempo o ouvido fica mais intolerante para escutar
bobagens.



Uma
das maneiras usuais de se especificar a potência de um amplificador ou
transmissor é em watts RMS e como veremos
ao longo deste post esta “unidade” de
medida não existe e portanto, é um erro conceitual.



Como
se não bastasse os tais watts RMS, no áudio, em particular, é comum usar-se
também uma “unidade” conhecida como PMPO que na verdade não significa nada e sobre
o qual nos pronunciaremos mais adiante.



Em
física define-se potência como a variação de energia em um intervalo de tempo. Mas,
como usar esta definição para expressarmos a potência de um amplificador de
áudio, por exemplo?



E
de onde vem esta bobagem: - watt RMS?



Em
eletricidade podemos calcular a potência multiplicando-se a tensão aplicada a
uma carga pela corrente produzida nesta carga. Esta potência será expressa em
...



Bem,
aí depende se a tensão é contínua ou alternada e se a carga é puramente resistiva
ou indutiva, pois podemos ter watt, volt-ampère (VA) ou volt-ampère reativo
(VAR).



Tá
complicado?&nbsp; Leia nossos posts anteriores dedicados aos técnicos
de informática. Certamente lhe ajudarão.




Mas,
pera aí, no caso do amplificador de
áudio o que se quer “medir” é a transformação de energia elétrica em energia
sonora. Entretanto, o valor da potência obtido multiplicando-se a tensão pela
corrente numa carga nos dará a capacidade de transformar energia elétrica em
calor.



Afinal,
você quer amplificar o som ou aquecer o ambiente?



Em
outra palavras, você quer saber a potência sonora do amplificador ou, no
popular, você quer saber quanto um amplificador berra mais alto que outro?



Entretanto,
esta “medição” de “potência sonora” é algo muito subjetivo e por isso, os
especialistas em áudio, ou melhor, em marketing,
criaram um “padrão especial”, conhecido como o famigerado PMPO cuja tradução é
Potência de Saída de Pico Musical, mas na verdade deveria ser traduzido por
Potência Máxima Para Otários.



Não
existe uma maneira matematicamente correta para relacione a tal potência RMS ou
watts RMS com o PMPO e assim, cada fabricante utiliza-se o fator de conversão
que mais lhe agrada.



Mas,
afinal se watts RMS está errado e PMPO é um engodo com qual ficamos na hora de
escolher um aparelho de som no que se refere ao parâmetro potência?



Para
que se possa comparar a potência sonora entre vários amplificadores o melhor
ainda é ficar com a potência “RMS” que como veremos deveria ser chamada
Potência Média.



A
questão é que mercadologicamente o termo potência média não tem muito apelo e
então os marqueteiros preferem usar potência RMS ou PMPO, pois mesmo que o
comprador não entenda o que é acha bonito



Entendendo os conceitos para
quem não quer ser enganado



Como
já dissemos (varias vezes), uma maneira de se calcular potência em eletricidade
é multiplicando-se a tensão aplicada a uma carga pela corrente produzida por
esta tensão nesta carga ou matematicamente:



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;Potência = Tensão x Corrente



Em
alguns posts aqui deste blog
dedicados aos técnicos de informática tratamos este assunto e (novamente) sugerimos
a sua leitura para não termos que repetir detalhes que já foram apresentados
lá.



No
caso particular dos amplificadores precisamos, antes de tudo, saber que tensão
e que carga são essas.



Quem
faz o papel de carga num amplificador é o alto falante.&nbsp;



Sob
o ponto de vista da eletricidade um alto falante nada mais é que uma bobina,
portanto uma carga indutiva que é expressa pela impedância do dito cujo.




Fig. 1 - Onda complexa


O
amplificador entrega ao alto falante um tipo de onda complexa que é composta
por diversas ondas senoidais de amplitudes e frequências diferentes como você
vê na figura 1.



Por
isso, fica complicado medir a potência de um amplificador e precisamos separar
o que é potência elétrica da potencial musical que é o que efetivamente será
ouvido.



Entretanto,
a potência musical, como já dissemos, é algo muito subjetivo e não serve para
fazer uma comparação “real” entre dois ou mais amplificadores.




Fig. 2 - Medindo a potência do ampmlificador


O
melhor então é aplicar um sinal senoidal puro na entrada do amplificador,
geralmente, de 1 kHz o observá-lo com um osciloscópio, não sobre o alto
falante, e sim sobre uma carga puramente resistiva até o ponto em que a onda
começa a distorcer.&nbsp;





Existem
duas razões para usarmos a carga resistiva no lugar do alto falante. A primeira
delas é proteger o ouvido de quem está realizando a medição (e também de quem
está por perto).



Todavia,
o mais importante é que se usássemos o alto falante a carga seria indutiva e aí
teríamos que considerar dois tipos de potência: a real em watt e a reativa em volt-ampère
reativo. Por isso, para simplificar usa-se uma carga puramente resistiva sem
perda apreciável no resultado obtido.




Fig. 3 Onda senoidal pura


O
sinal na carga será uma tensão alternada senoidal que por sua vez produzirá uma
corrente alternada senoidal e sendo a carga puramente resistiva não haverá
deslocamento de fase como se vê na figura 3.

Mas,
como medir o valor desta tensão ou corrente se ela é variável?



Pois
é aí que entra o conceito de valor RMS da tensão ou da corrente alternada. Já
que os valores variam ao longo do tempo iremos trabalhar com um valor médio.



No
caso das ondas senoidais puras como da figura 3, se fizermos a média aritmética
entre obteremos zero já que a parte acima do eixo horizontal é exatamente igual
a da parte de baixo.



Logo
não precisamos utilizar outro tipo de média.



Esta média é conhecida matematicamente como RMS do inglês Root
Mean Square cuja tradução nos dá Raiz
Quadrada da Média do Quadrado.



Os
voltímetros comuns são calibrados para medir o valor RMS de uma tensão ou
corrente senoidal uma vez que não dá para medir e registrar os valores
instantâneos que a tensão ou corrente alternada assumem ao longo do tempo.




Fig. 4 - Parâmetros da onda tensão alternada senoidal


Fisicamente
significa que este valor de tensão RMS aplicado a um resistor produzirá a mesma
quantidade de calor que uma tensão continua de mesmo valor em tempos iguais

Note,
porém que existe um valor instantâneo particular da senóide que é chamado valor
de máximo ou valor de pico.


Este
valor de pico pode ser obtido, no caso particular da senóide, multiplicando-se
o valor RMS medido com o voltímetro por 1,41.



Assim,
quando o voltímetro mede 120 V na tomada da sua casa, por exemplo, significa
que existem instantes em que a tensão assume o valor de 120 x 1,41 = 169,2 V.



Quando
vamos calcular a potência produzida por uma tensão alterna senoidal usamos o
valor RMS tanto da tensão como da corrente correspondente e só.



Assim,
obtemos a potência média em watt e nada mais.



Não
existe potência RMS. O que existe é potência calculada com os valores de tensão
e corrente RMS e só.



Por
favor, não confundam Carolina de Sá Leitão com Caçarolinha e Assar Leitão!



Dizem
que se repetirmos uma mentira muitas vezes ela acaba se tornando verdade.



Pois
é. Há tanto se fala potência ou watt RMS que essa bobagem já virou “verdade”.&nbsp;



Evitei
entrar pesado na matemática de assunto para não escorraçar os meus leitores,
mas quem quiser se aprofundar nas equações deste assunto recomendo o excelente
artigo do Saulo “Watts RMS, a besteira” em



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; http://www.813am.qsl.br/index.php?Itemid=79



Por
enquanto é sé.

Até
sempre.