Formfaktor (Elektrotechnik)

Der Formfaktor ist ein Begriff aus der Elektrotechnik und bezeichnet das Verhältnis von Effektivwert zu Gleichrichtwert eines periodischen Signals.

So ergibt sich für den Formfaktor F der elektrischen Spannung U, die nach einer Dauer T periodisch ist,

$F = \frac{U_\mathrm{eff}}{U_\mathrm{glr}} = \frac{\sqrt{\frac1T \int_{t_0}^{t_0+T} u^2(\tau) d\tau}}{\frac1T \int_{t_0}^{t_0+T} \left\vert u(\tau) \right\vert d\tau}\ .$

Der Formfaktor ist insbesondere bei der Messung von Wechselspannungen und -strömen von Bedeutung, da zwar üblicherweise der Effektivwert angezeigt werden soll, allerdings bei einfacheren Messgeräten nur der Gleichrichtwert erfasst wird. Diese Geräte zeigen das 1,11-fache des Gleichrichtwertes an, das heißt, sie sind justiert auf den Formfaktor eines Sinussignals

$F = \frac{\frac 1{\sqrt 2} \hat U}{\frac2\pi \hat U} = \frac\pi{2 \cdot \sqrt 2} = \frac \pi{\sqrt 8} \approx 1{,}1107\ .$

Bei anderen Signalformen (Dreieck, Rechteck etc.) mit andern Formfaktoren wird so der Messwert verfälscht.

Bei Mischgrößen ist es in manchen Situationen sinnvoll, den Formfaktor statt für das gesamte Signal lediglich für seinen Wechselanteil anzugeben.

Folgende Tabelle zeigt die Formfaktoren für verschiedene einfache Signalformen.

Eigenschaften unterschiedlicher Schwingungsformen

Schwingungsart	Schwingungsform	arithmetischer Mittelwert nach Gleichrichtung bezogen auf Scheitelwert	Formfaktor	Effektivwert durch Scheitelwert	Scheitelfaktor
Sinusschwingung		$\frac2\pi \approx 0{,}637$	$\frac\pi{2 \sqrt 2} \approx 1{,}11$	$\frac1{\sqrt2} \approx 0{,}707$	$\sqrt2 \approx 1{,}414$
Volle Schwingung gleichgerichteter Sinus		$\frac2\pi \approx 0{,}637$	$\frac\pi{2 \sqrt2} \approx 1{,}11$	$\frac1\sqrt2 \approx 0{,}707$	$\sqrt2 \approx 1{,}414$
Halbschwingung gleichgerichteter Sinus		$\frac1\pi \approx 0{,}318$	$\frac\pi2 \approx 1{,}571$	$\frac12 = 0{,}5$	$2 \,$
Dreiecksschwingung		$\frac12 = 0{,}5$	$\frac2\sqrt3 \approx 1{,}155$	$\frac1 \sqrt3 \approx 0{,}577$	$\sqrt3 \approx 1{,}732$
Symmetrische Rechteckschwingung		$1 \,$	$1 \,$	$1 \,$	$1 \,$
PWM-Signal		$\frac{t_1}T$	$\sqrt{ \frac T{t_1} }$	$\sqrt{ \frac{t_1}T }$	$\sqrt{ \frac T{t_1} }$

Siehe auch

• Scheitelfaktor (Crestfaktor)