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Was versteht man unter dem Begriff "Echteffektivwert"?

25. Sept 2020 | Elektrik

Ein Echteffektivwert-Messgerät gehört zu den drei Arten von Messgeräten, mit denen Wechselströme bzw. Wechselspannungen gemessen werden können:

  1. Echteffektivwert-Digitalmultimeter (bzw. -Strommesszange)
  2. Mittelwert-Digitalmultimeter (bzw. -Strommesszange)
  3. Oszilloskop

Üblicherweise werden nur die ersten beiden verwendet, wobei beide normale (reine) sinusförmige Wechselstromsignale messen können.

Überwiegend werden jedoch Echteffektivwertmessgeräte verwendet, da nur mit diesen Geräten sowohl sinusförmige als auch nicht sinusförmige Wechselspannungssignale richtig gemessen werden können. Siehe hierzu die Abbildungen am Seitenanfang.

  • Sinusförmige Signale: reine störungsfreie Signale mit symmetrischen Übergängen zwischen Spitzenwerten und "Tälern".
  • Nicht sinusförmige Signale: Signale mit störungsbehafteten unregelmäßigen Signalverläufen, z. B. mit Störimpulsen, Impulsfolgen, Rechteck-, Dreieck- oder Sägezahnsignalen oder anderen unregelmäßigen Signalen.

RMS steht für Root Mean Square (Effektivwert, quadratischer Mittelwert). Obwohl diese Formel möglicherweise nicht ohne Weiteres zu verstehen ist, wird beim Effektivwert im Wesentlichen der äquivalente Gleichstromwert eines Wechselstromsignals berechnet. Etwas technischer ausgedrückt wird mit der Formel der "effektive" Gleichstromheizwert eines Wechselstromsignals bestimmt.

Bei einem Mittelwert-Messgerät werden zur exakten Messung reiner Sinussignale Mittelwert-Berechnungsformeln verwendet. Mit dem Gerät können auch nicht sinusförmige Signale gemessen werden. Die Messergebnisse sind jedoch mit einer gewissen Unsicherheit behaftet.

Mit einem leistungsfähigeren Echteffektivwert-Messgerät können sowohl reine Sinussignale als auch die komplexeren nicht sinusförmigen Signale gemessen werden. Signale können durch nichtlineare Verbraucher wie beispielsweise Frequenzumrichter oder Schaltnetzteile von Computern gestört werden. Bei der Messung gestörter Signale mithilfe eines Messgerätes mit Mittelwertbildung können bei der Berechnung des Messwerts Abweichungen von 40 % nach unten bzw. 10 % nach oben gegenüber dem richtigen Wert auftreten.

Was versteht man unter dem Begriff Echteffektivwert?

Der Bedarf an Echteffektivwert-Messgeräten hat zugenommen, da in den letzten Jahren die Wahrscheinlichkeit des Auftretens nicht sinusförmiger Signale in Stromkreisen stark gestiegen ist. Die Ursachen hierfür sind u. a.:

  • Frequenzumrichter
  • elektronische Vorschaltgeräte
  • Computer
  • HLK-Anlagen
  • Leistungshalbleiter und Thyristoren

Hierbei treten Ströme in kurzen Impulsen und weniger in Form von Sinussignalen auf, die ein normaler Induktionsmotor aufnimmt. Die Signalform des Stroms kann sich erheblich auf den Messwert einer Stromzange auswirken.

Außerdem eignet sich ein Echteffektivwert-Messgerät besser für Messungen an Stromversorgungsleitungen, bei denen die Eigenschaften von Wechselstrom bzw. Wechselspannung unbekannt sind.

Referenz: Digital Multimeter Principles von Glen A. Mazur, American Technical Publishers.