Fisica_ Propiedades de Los Capacitores

2/12/2015

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FISICA: PROPIEDADES DE LOS CAPACITORES Nuestros tema principal es propiedades de los capacitores aqui se vencionara su concepto, leyes y propiedades al igual como los diversos tipos de capacitores los cuales poseen características físicas diferentes.

miércoles, 3 de noviembre de 2010

Integrantes color Gris:

PROPIEDADES DE LOS CAPACITORES El capacitor es un dispositivo que almacena energía en un campo electrostático. Una lámpara de destello o de luz relámpago, por ejemplo, requiere una breve emisión de energía eléctrica, un poco mayor de lo que generalmente puede proporcionar una batería. Podemos sacar energía con relativa lentitud (más de varios segundos) de la batería al capacitor, el cual libera rápidamente (en cuestión de milisegundos) la energía que pasa al foco. Otros capacitores mucho más grandes se emplean para proveer intensas pulsaciones de láser con el fin de inducir una fusión termonuclear en pequeñas bolitas de hidrógeno.

Torres Bustos Gisela

Robles Apodaca Silvia Mitzel

LEYES Y PROPIEDADES DE LA CAPACIDAD Las propiedades de inductancia y de capacidad se pueden comparar a la inercia. Cuando se aplica inicialmente una tensión entre los extremos de una bobina, la inductancia de ésta se opone a la iniciación de la corriente; si desaparece la tensión en la bobina, la inductancia se opone a la disminución de la corriente. Esto constituye una especie de inercia eléctrica. Cuando se aplica una tensión entre las terminales o placas de un condensador, éste no presentará inicialmente en la práctica resistencia alguna, lo que permite que se establezca una corriente de gran intensidad. En efecto, el condensador se opone a la tensión productora de la corriente. Por otra parte, cuando se suprime la tensión aplicada al condensador, la corriente tenderá a mantener aquella tensión. Por consiguiente, el efecto inductivo se opone al corriente mientras el efecto capacitivo se opone a la tensión. También esto es una clase de inercia.

Rios Valenzuela Ricardo

Existen diversos tipos de capacitores, los cuales posee propiedades y características físicas diferentes, entre los cuales se encuentran: http://fi si ca5l cbti s37.bl ogspot.pe/

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FISICA: PROPIEDADES DE LOS CAPACITORES

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE ALUMINIO Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia por unidad de volumen Existen en el mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metálicas, con un electrólito que puede ser acuoso, en pasta o "seco" (sin agua). La capacitancia está estrechamente relacionada con la temperatura y puede decrecer en un orden de magnitud desde la temperatura ambiente hasta -55° C. Esta variación se reduce en capacitores de primera calidad y en productos recientes con formulaciones electrolíticas más complicadas. No están diseñados para aplicaciones a frecuencias elevadas, y la impedancia puede alcanzar un valor mínimo a frecuencias tan bajas como 10 kHz. La corriente de fuga disminuye durante la operación. En el uso normal , la corriente de fuga aumenta con el voltaje aplicado y con la temperatura. Como guía muy general, la corriente se duplica a medida que el voltaje aplicado se incrementa del 50 al 100% del valor nominal, y se duplica por cada 25° C de aumento en la temperatura. Presentan un decremento gradual en capacitancia sobre un largo periodo, debido a la pérdida de electrólito a través de los sellos, aunque con los tipos recientes de empaque se ha reducido de manera significativa este deterioro, y los capacitores presentan en la actualidad un decremento del 10%, o menor, al cabo de 10 000 horas. Otro problema que debe observarse implica el empleo de ciertos agentes limpiadores en los tableros de circuitos impresos. El cloro de los solventes de hidrocarburos halogenados, como el freón, puede penetrar por los sellos y atacar la estructura interna del aluminio, provocando la falla en poco tiempo. Para la limpieza se recomienda xileno, alcoholes y ciertos tipos de detergentes exentos de cloro.

Gatelum Vega Nydia

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE TANTALIO Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos de aluminio, pero también su costo es mucho más elevado. Existen tres tipos:

Galaz Rascón Patricia Alejandra

Capacitores de hojas metálicas (láminas): Se elaboran del mismo modo que los electrolíticos de aluminio Los alambres conductores de tantalio se sueldan por puntos tanto a la lámina del ánodo como a la del cátodo,las cuales se arrollan después con separadores de papel en un rollo compacto. Este rollo se inserta dentro de una envoltura metálica y, a fin de mejorar el rendimiento, se agrega un electrólito idóneo, como etilenglicol o dimetilformamida con nitruro de amonio, pentaborato de amonio o polifosfatos. Capacitores de hojas de tantalio Existen en el mercado en tamaños que varían de 0.12 hasta 3 500 mF, a voltajes hasta de 450 V La mayor parte de las aplicaciones para este tipo de capacitor se encuentran en los intervalos de voltaje superiores, en los que no es posible aplicar los condensadores de tantalio húmedo, y cuando se requieren calidades superiores a las de los electrolíticos de aluminio, a pesar del mayor costo. Las desventajas, en comparación con otros tipos de capacitores de tantalio,son: gran tamaño, elevadas corrientes de fuga y gran variación en la capacitancia con la temperatura. La principal aplicación de estos condensadores se encuentra en filtros de fuentes de alimentación. Capacitores de tantalio sólido: Parecido a la versión húmeda, en cuanto a sus etapas iniciales de manufactura. No hay líquido que se evapore, y el electrólito sólido es estable. La variación de la capacitancia es muy pequeña: ±10% respecto de su valor a temperatura ambiente en todo el intervalo de temperatura desde -55 hasta 125° C. Por desgracia, ni el electrólito ni el dieléctrico presentan las cualidades de autorreparación asociadas con otros capacitores electrolíticos. Para proteger los condensadores de fallas tempranas debidas a defectos del óxido y del electrólito se recomienda su envejecimiento conectado durante 100 h a voltaje nominal y temperatura máxima, empleando una fuente de energía de baja impedancia. Además, se recomienda que el voltaje de operación no exceda el 60% del voltaje nominal.

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE CERÁMICA

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Bajo costo, reducido tamaño, amplio intervalo de valor de capacitancia y aplicabilidad http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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general en la electrónica. Son particularmente idóneos para aplicaciones de filtrado, derivación y acoplamiento de circuitos híbridos integrados, en las que es posible tolerar considerables cambios en la capacitancia. Se elaboran en forma de disco, como capacitores de capas múltiples o monolíticos, o en forma tubular. El material dieléctrico es principalmente titanato de bario, titanato de calcio o dióxido de titanio con pequeñas cantidades de otros aditivos para obtener las características deseadas.

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE PAPEL O PLÁSTICO El papel, el plástico y las combinaciones de ambos se utilizan en una gran variedad de aplicaciones, como filtrado, acoplamiento, derivación, cronometraje y suspensión de ruido Son capaces de funcionar a altas temperaturas, poseen alta resistencia de aislamiento, buena estabilidad. La propiedad de autorreparación de las películas metálicas es bastante útil en ciertas aplicaciones. La disponibilidad de películas extremadamente delgadas y la gran variedad de materiales proporciona la flexibilidad necesaria para un gran intervalo de aplicaciones. La capacitancia varía con la temperatura de un dieléctrico a otro. Los capacitores de papel y plástico pueden emplearse a altas frecuencias, según el tamaño y la longitud de las puntas.

CAPACITORES DE MICA Y VIDRIO Los capacitores con dieléctrico de mica y vidrio se aplican cuando se requiere carga eléctrica alta y excelente estabilidad con respecto a la temperatura y frecuencia. Los capacitores de mica existen en el mercado con una gran diversidad detamaños. Tanto los capacitores de mica como los de vidrio son estables con respecto a la temperatura. Para algunos valores de capacitancia es posible que el coeficiente de temperatura sea cero. Ambos tipos de capacitores pueden operar a alta frecuencia. La frecuencia de autorresonancia es de unos 10 MHz para grandes valores del capacitor y mayor de 100 MHz para valores más pequeños.

CONCLUSIÓN: En términos generales podemos decir que la capacitancia es la cualidad que tienen los diferentes tipos de condensadores para liberar una cierta cantidad de energía en un determinado momento. Hoy en día los condensadores son de mucha utilidad para la fabricación de equipos electónicos, como radios, ordenadores, televisores, etc., ellos proporcionan el almacenamiento temporal de la energía en un circuito. Todas esta teorias de la capacitancia de los condesadores que hoy se utilizan nacieron gracias a la iniciativa de el científico Michael Faraday, ya que su Experimental Researches in Electricity, a finales de siglo XIX pudo descubrir gran parte de lo que conocemos como la Leyes de Electricidad y Magnetismo.

Publicadas por Fisica 5L a la/s 11/03/2010 05:26:00 p.m.

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martes, 12 de octubre de 2010 http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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LEY DE LOS GASES Y GASES IDEALES Definición de gas: Se le llama gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen fijos. Se expanden espontáneamente para ocupar todo el recipiente en que están y se comprimen fácilmente. Las moléculas tienen movimiento aleatorio casi completamente libre.

LEYES DE LOS GASES Estas leyes relacionan la temperatura, la presión y el volumen de una masa fija de gas. Las principales leyes de los gases son la ley de Boyle y la ley de Charles. Las leyes no se cumplen exactamente en el caso de un gas real, pero muchos gases obedecen a ellas en ciertas circunstancias, especialmente a temperaturas elevadas y bajas presiones. Un gas que se ajusta a las leyes a toda presión y temperatura es un gas perfecto o ideal.

LEY DE AVOGADRO: "Volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de partículas, a la misma presión y temperatura". Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.

El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas: •Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen. •Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.

Según hemos visto en la animación anterior, también podemos expresar la ley de Avogadro así:

(el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante)

Supongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1 al comienzo del experimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n 2, entonces el volumen cambiará a V 2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Avogadro.

LEY DE CHARLES: "Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante" En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:

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•Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. •Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye. Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior). Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor. Matemáticamente podemos expresarlo así:

(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V 1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V 2, entonces la temperatura cambiará a T 2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Charles.

Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.

LEY DEBOYLE: "Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante". Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

El volumen es inversamente proporcional a la presión: •Si la presión aumenta, el volumen disminuye. •Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

Al aumentar el volumen, las partículas del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión. Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor. Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:

(el producto de la presión por el volumen es constante)


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Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V 2, entonces la presión cambiará a P 2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Ley de Gay-Lussac: "Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante" Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: •Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. •Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:

(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P 1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P 2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

LEY DE GASES IDEALES La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

La ecuación del estado La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:

La ecuación de estado para gases reales http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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Haciendo una corrección a la ecuación de estado de un gas ideal, es decir, tomando en cuenta las fuerzas intermoleculares y volúmenes intermoleculares finitos, se obtiene la ecuación para gases reales, también llamada ecuación de Van der Waals:

Ecuación general para los gases ideales Partiendo de la ecuación de estado:

Tenemos que:

Donde R es la constante universal de los gases ideales, luego para dos estados del mismo gas, 1 y 2:

Para una misma masa gaseosa (por tanto, el número de moles « n» es constante), podemos afirmar que existe una constante directamente proporcional a la presión y volumen del gas, e inversamente proporcional a su temperatura.

Formas alternativas Como la cantidad de sustancia podría ser dada en masa en lugar de moles, a veces es útil una forma alternativa de la ley del gas ideal. El número de moles (n) es igual a la masa (m) dividido por la masa molar (M ): Donde:

Esta forma de la ley del gas ideal es muy útil porque se vincula la presión, la densidad ρ = m/ V , y la temperatura en una fórmula única, independiente de la cantidad del gas considerado. En mecánica estadística las ecuaciones moleculares siguientes se derivan de los principios básicos:

Aquí k es el constante de Boltzmann yN es elnúmero actual de moléculas, a diferencia de la otra fórmula, que utiliza n, el número de moles. Esta relación implica que Nk = nR , y la coherencia de este resultado con el experimento es una buena comprobación en los principios de la mecánica estadística. Desde aquí podemos observar que para que una masa de la partícula promedio de μ veces la constante de masa atómica m U (es decir, la masa es μ U):


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y desde ρ =m/ V , nos encontramos con que la ley del gas ideal puede escribirse como:


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lunes, 20 de septiembre de 2010

VELOCIDAD DEL SONIDO La velocidad del sonido Es la velocidad de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343 m/s (a 20 °C de temperatura). La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite. La velocidad de propagación de la onda sonora depende de las características del medio en el que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza que la genera http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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Medios de propagación La velocidad del sonido varía dependiendo del medio a través del cual viajen las ondas sonoras. La definición termodinámica de la velocidad del sonido, para cualquier medio, es a²= (dp/dρ) s es decir la derivada parcial de la presión con respecto de la densidad a entropía constante. La velocidad del sonido varía también ante los cambios de temperatura del medio. Esto se debe a que un aumento de la temperatura se traduce en un aumento de la frecuencia con que se producen las interacciones entre las partículas que transportan la vibración, y este aumento de actividad hace aumentar la velocidad. En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en los líquidos es mayor que en los gases. Esto se debe al mayor grado de cohesión que tienen los enlaces atómicos o moleculares conforme más sólida es la materia La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 °C) es de 343 m/s. Si deseamos obtener la equivalencia en kilómetros por hora podemos determinarla mediante la siguiente conversión física: Velocidad del sonido en el aire en km/h = (343 m / 1 s) · (3600 s / 1 h) · (1 km / 1000 m) = 1.234,8 km/h En el aire, a 0 °C, el sonido viaja a una velocidad de 331,5 m/s y si sube en 1 °C la temperatura, la velocidad del sonido aumenta en 0,6 m/s. En el agua (a 25 °C) es de 1.493 m/s. En la madera es de 3.900 m/s. En el hormigón es de 4.000 m/s. En el acero es de 5.100 m/s. En el aluminio es de 6.400 m/s.

Velocidad del sonido en los gases En los gases la ecuación de la velocidad del sonido es la siguiente:

Siendo γ el coeficiente de dilatación adiabática, R la constante universal de los gases,T la temperatura en kelvin aguas arriba de la perturbación y M la masa molar del gas. Los valores típicos para la atmósfera estándar a nivel del mar son los siguientes: γ = 1,4 R = 8,314 J/mol·K = 8,314 kg·m2/mol·K.s2 T = 293,15 K (20 °C) M = 29 g/mol para el aire.

Velocidad del sonido en los sólidos En sólidos la velocidad del sonido está dada por:

Donde E es el módulo de Young y ρ es la densidad. De esta manera se puede calcular la velocidad del sonido para el acero que es aproximadamente de 5.148 m/s.

Velocidad del sonido en los líquidos La velocidad del sonido en el agua es de interés para realizar mapas del fondo del océano. En agua salada, el sonido viaja a aproximadamente 1.500 m/s y en agua dulce a 1.435 m/s. Estas velocidades varían principalmente según la presión, temperatura y salinidad. La velocidad del sonido (v ) es igual a la raíz cuadrada del Módulo de compresibilidad (K) entre densidad (ρ).


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UMBRAL DEL DOLOR El límite del nivel de presión sonora se sitúa generalmente alrededor de 130 dB, coincidiendo con el umbral del dolor (molestias en el oído). La pérdida de audición de manera súbita, por daños mecánicos (en el oído medio) se produce a niveles muchos mayores. La exposición suficientemente prolongada a niveles superiores a 130 dB produce pérdida de audición permanente y otros daños Percepción del dolor: La recepción del estímulo doloroso a la corteza cerebral determina la conciencia del individuo del estimulo que causó el dolor. La respuesta al dolor es heterogénea, porque difiere el “umbral” de las personas que lo sufren. El “umbral” para la percepción del dolor es la “intensidad mínima de un estimulo capaz de reconocida como dolor”. A nadie nos gusta, pero el dolor es necesario para garantizar nuestra supervivencia: es una señal de alerta de nuestro organismo que nos avisa de que algo no funciona correctamente. Pero no para todos es igual. Una persona recibe un golpe y aúlla de dolor; otra, sin embargo, apenas siente nada. Para algunos, el dolor de cabeza es un trance intolerable; otros, en cambio, aguantan hasta que se desmayan. ¿Es que unos son más sufridos y fuertes que otros? La diferencia está en el umbral o la tolerancia que tenemos los seres humanos frente al dolor. Los estudios realizados con diferentes tipos de razas humanas, por ejemplo, indican que casi todo el mundo tiene, más o menos, el mismo umbral… pero con algunos matices Conviene destacar, que no siempre los individuos tienen el mismo nivel del “umbral” al dolor , pues el mismo está condicionado por los estados emocionales, los psicosociales (familia, trabajo, entorno), la cultura, la religión y hasta el factor racial (en ciertas razas existe más tolerancia al dolor). Paradójicamente, ciertas terapias para el dolor , se basan en estrategias de la medicina alternativa, donde se utilizan agujas que se insertan en la piel, generando estímulos dolorosos, que el paciente tolera, para llegar al objetivo del tratamiento su patología dolorosa.




UMBRAL DE AUDICIÓN El umbral de audición define la mínima presión requerida para excitar el oído.El Umbral de Audición, para la media de los humanos, se fija en 20 µPa (20micro pascales = 0.000002 pascales), para frecuencias entre 2KHz y 4KHz. Por encima y por debajo de estas frecuencias, la presión requerida para excitar el oído es mayor. Esto significa que nuestro oído no responde igual a todas las frecuencias (tiene una respuesta en frecuencia desigual). Un tono puro, a la frecuencia de 125 Hz y con 15 dB de nivel, sería prácticamente inaudible, mientras que si aumentamos la frecuencia, hasta 500 Hz, sin variar el nivel de presión, se http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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obtendría un tono claramente audible. Las líneas discontinuas marcan los niveles de presión necesarios a cada frecuencia, para que el oído detecte (subjetivamente) la misma sonoridad en todas. Esto quiere decir que si reproducimos un tono de 31.5 Hz a 100 dB (NPS), luego otro de 63 Hz a 90 dB y otro de 125 Hz a 80 dB, el oyente dirá que todos sonaban al mismo volumen. En 2 Khz. el umbral de audición se fija en 0 dB y a 4 Khz es incluso menor de 0 dB, ya que a 3600 Hz se encuentra la frecuencia de resonancia del oído humano. Por debajo de 2000 Hz y según se va bajando en frecuencia, el oído se vuelve menos sensible. Los umbrales de audición para frecuencias menores de 2 Khz son: 5 dB a 1 Khz, 7 dB a 500 Hz, 11 dB a 250 Hz, 21 dB a 125 Hz, 35 dB a 63 Hz, 55 dB a 31 Hz. Estos son dB de nivel de presión. Por encima de los 4 Khz, el oído es menos sensible, pero no tanto como en bajas frecuencias. Sin embargo, se producen fluctuaciones a frecuencias cercanas, debido a las perturbaciones que produce la cabeza del oyente en el campo sonoro. Los umbrales de audición son: 15 dB a 8 Khz y 20 dB a 16 Khz. Todos los receptores de sonido, tienen un comportamiento que varía con la frecuencia. En el caso del oído humano, sucede lo mismo, ya que se trata el receptor más complicado y eficiente que existe.




PULSACIONES Las pulsaciones se producen cuando dos ondas armónicas de frecuencias similares se superponen. La resultante de esta superposición es una onda cuya amplitud varía, alcanzando valores máximos y mínimos de vibración, lo que se percibe como fluctuaciones alternadas de la intensidad del sonido. Las pulsaciones se producen por el desfase continuo de ambas ondas a medida que transcurre el tiempo.

La superposición de ondas de frecuencias ƒ1 y ƒ2 muy cercanas entre sí http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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produce un fenómeno particular denominado pulsación (o batido). En esos casos nuestro sistema auditivo no es capaz de percibir separadamente las dos frecuencias presentes, sino que se percibe una frecuencia única promedio (ƒ1 + ƒ2) / 2, pero que cambia en amplitud a una frecuencia de ƒ2 - ƒ1 . Es decir, si superponemos dos ondas senoidales de 300 Hz y 304 Hz, nuestro sistema auditivo percibirá un único sonido cuya altura corresponde a una onda de 302 Hz y cuya amplitud varía con una frecuencia de 4 Hz (es decir, cuatro veces por segundo). Las pulsaciones se perciben para diferencias en las frecuencias de hasta aproximadamente 15-20 Hz. Diferencias mayores de 15-20 Hz le dan al sonido percibido un carácter áspero, mientras que si la diferencia aumenta comienzan nuevamente a percibirse las dos ondas simultánea y separadamente.




EFECTO DOPPLER EFECTO DOPPLER Al efecto Doppler se le puso este nombre en honor a, Christian Doppler, que fue quien dio origen a la idea en 1842. El pensaba que las ondas de sonido podrían acercarse entre sí, si la fuente del sonido se movía en dirección al receptor. Así mismo, pesó que las ondas se alejarían, si la fuente del sonido se alejaba del receptor. Piensa en las ondas de sonido como pulsaciones que se emiten a intervalos regulares. Imagina que cada vez que caminas, emites una pulsación. Cada pulsación frente a ti representa un paso más que te acerca, mientras que, si estuvieses parado sin moverte, cada pulsación detrás de ti representaría un paso que te aleja. En otras palabras, la frecuencia de las pulsaciones frente a ti es mayor de lo normal y, la frecuencia de las pulsaciones detrás de ti es menor de lo normal. El efecto Doppler no sólo se aplica a los sonidos. Funciona con todo tipo de ondas. El efecto Doppler establece el cambio de frecuencia de un sonido de acuerdo al movimiento relativo entre la fuente de sonido y el observador. Este movimiento puede ser de la fuente, del observador o de los dos. Diríamos que el efecto doppler asume la frecuencia de la fuente como una constante pero lo escuchado depende de las velocidades de la fuente y el observador. El efecto doppler se trata del cambio aparente en la frecuencia de una onda emitida por una fuente de movimiento. El efecto doppler aplica tanto para las ondas mecánicas como para las ondas electromagnéticas.


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TONO El tono es la propiedad de los sonidos que los caracteriza como más agudos o más graves.La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia. Los sonidos percibidos como graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas. Un tono puro corresponde a una onda senoidal, es decir, una función del tipo f(t) = A sen(2 π f t), donde A es la amplitud, t es el tiempo y f la frecuencia. En el mundo real no existen tonos puros, pero cualquier onda periódica se puede expresar como suma de tonos puros de distintas frecuencias. Existiría una frecuencia fundamental y varias frecuencias múltiplos de la fundamental, llamados armónicos. Las frecuencias de estos armónicos son un múltiplo entero de la principal.


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DECIBELES Definición: Decibelio es la unidad relativa empleada en acústica y telecomunicaciones para expresar la relación entre dos magnitudes, acústicas o eléctricas, o entre la magnitud que se estudia y una magnitud de referencia. El decibelio, cuyo símbolo es dB, es una unidad logarítmica. Es un submúltiplo del belio, de símbolo B, que es el logaritmo de la relación entre la magnitud de interés y la de referencia, pero no se utiliza por ser demasiado grande en la práctica, y por eso se utiliza el decibelio, la décima parte de un belio. El belio recibió este nombre en honor de Alexander Graham Bell. Un belio equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces sobre la magnitud de referencia. Cero belios es el valor de la magnitud de referencia. Así, dos belios representan un aumento de cien veces en la potencia, 3 belios equivalen a un aumento de mil veces y así sucesivamente.

Aplicaciones: El decibelio es la unidad de medida utilizada para el nivel de potencia y el nivel de intensidad del sonido. Se utiliza una escala logarítmica porque la sensibilidad que presenta el oído humano a las variaciones de intensidad sonora sigue una escala aproximadamente http://fisica5lcbtis37.blogspot.pe/

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logarítmica, no lineal. Por ello el belio (B) y su submúltiplo el decibelio (dB), resultan adecuados para valorar la percepción de los sonidos por un oyente. Se define como la comparación o relación entre dos sonidos porque en los estudios sobre acústica fisiológica se vio que un oyente, al que se le hace escuchar un solo sonido, no puede dar una indicación fiable de su intensidad, mientras que, si se le hace escuchar dos sonidos diferentes, es capaz de distinguir la diferencia de intensidad. Como el decibelio es una unidad relativa, para las aplicaciones acústicas, se ha tomado como convención, un umbral de audición de 0 dB equivalente a un sonido con una presión de 20 micro pascales, algo así como un aumento de la presión atmosférica normal de 1/5.000.000.000. Aun así, el verdadero umbral de audición varía entre distintas personas y dentro de la misma persona, para distintas frecuencias. Se considera el umbral del dolor para el humano a partir de los 140 dB. Esta suele ser, aproximadamente, la medida máxima considerada en aplicaciones de acústica. Normalmente una diferencia de 3 decibelios, que representa el doble de señal, es la mínima diferencia apreciable por un oído humano sano. Una diferencia de 3 decibelios es aparentemente el doble de señal aunque la diferencia de sonoridad sea de diez veces. Para el cálculo de la sensación recibida por un oyente, a partir de las unidades físicas medibles de una fuente sonora, se define el nivel de potencia, LW, en decibelios, y para ello se relaciona la potencia de la fuente del sonido a estudiar con la potencia de otra fuente cuyo sonido esté en el umbral de audición, por la fórmula siguiente:

W 1 es la potencia a estudiar, en vatios (variable),W 0 es el valor de referencia, igual a 10 − 12 vatios y log10 es el logaritmo en base 10 de la relación entre estas dos potencias. Si W1 es mayor que la potencia de referencia W0 de una antena ideal isotrópica el valor en decibelios es positivo. Y si W1 es menor que la referencia W0 el resultado es negativo. También observar que un aumento de 10 veces de la potencia W1 con respecto a la referencia significa un aumento de 10 dB. Y que al aumentar al doble la potencia W1 con respecto a W0 significa un aumento de 3 dB.

GANANCIA DE POTENCIA EN DECIBELES La ganancia de Potencia G de un amplificador es la razón entre la potencia de salida y la potencia de entrada.

G = P2 / P 1


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