27 Abr
Sonido
Definición
El sonido es una vibración mecánica que se propaga a través de un medio material, como el aire o el agua. Esta vibración es generada por la transferencia de energía mecánica al medio.
Ruido
Cuando el sonido no es deseado, se le denomina ruido.
Velocidad del Sonido
La velocidad del sonido varía según la temperatura del medio. A 22°C, la velocidad del sonido en el aire es de 344 m/s, mientras que a 0°C es de 331 m/s. Por cada grado Celsius de aumento en la temperatura, la velocidad del sonido aumenta en 0.6 m/s.
Ondas Sonoras
El sonido se propaga a través del medio debido a la vibración de las moléculas. Esta vibración se transmite de molécula a molécula, transportando energía pero no materia.
Propiedades del Sonido
- Intensidad: La potencia que la onda sonora puede desarrollar sobre una unidad de superficie.
- Tono: La frecuencia del sonido. Un sonido creado por una fuente sonora de una única frecuencia se denomina tono puro.
- Timbre: La calidad del sonido que permite distinguir entre diferentes fuentes sonoras, incluso si tienen la misma intensidad y tono. El timbre se debe al contenido armónico del sonido.
Fenómenos Acústicos
- Reflexión: Cuando una onda sonora encuentra un medio diferente, parte de la onda se refleja en el medio original.
- Refracción: Al cambiar de medio, la velocidad del sonido varía, lo que produce un cambio de dirección en la onda sonora.
- Absorción: Pérdida de energía sonora al atravesar un medio. Se utiliza en el diseño de materiales absorbentes o aislantes acústicos.
Intensidad Física y Sensación Sonora: El Decibelio
La intensidad sonora se mide en vatios por metro cuadrado (W/m²). Sin embargo, la sensación sonora que percibimos no es lineal con la intensidad física. Para medir la sensación sonora, se utiliza una escala logarítmica llamada decibelio (dB).
Curvas Isofónicas
Las curvas isofónicas representan la relación entre la intensidad física y la sensación sonora. La curva umbral de audición, denominada 0 fonios, corresponde a una sensación de 0 dB a 1000 Hz.
Ultrasonidos e Infrasonidos
Las frecuencias superiores a 20 kHz se denominan ultrasonidos, mientras que las inferiores a 20 Hz se denominan infrasonidos.
Interferencia
Cuando dos o más ondas sonoras se superponen, se produce interferencia. La interferencia puede ser constructiva, aumentando la intensidad del sonido, o destructiva, disminuyéndola.
Propagación del Sonido
La propagación del sonido se ve afectada por factores como la temperatura, el viento y los obstáculos.
Eco
El eco es la reflexión del sonido que se percibe después de un cierto tiempo. La distancia mínima para poder percibir el eco es de 17 metros.
Pérdidas por Transmisión
Cuando el sonido se propaga a través de un medio, se producen pérdidas de energía. Estas pérdidas se utilizan para crear materiales aislantes acústicos.
Pérdidas de Transmisión de un Material (PT)
La PT es la relación entre la energía sonora incidente y la energía sonora transmitida a través de un material.
Análisis Espectral de un Sonido
El análisis espectral descompone un sonido en sus diferentes frecuencias. Cuando la respuesta espectral es plana para todas las frecuencias, se dice que es ruido blanco.
El Sonómetro
El sonómetro es un instrumento que mide la sensación sonora en decibelios. Suele contar con redes compensadoras A y C. La ponderación A es similar a la respuesta del oído humano, mientras que la C es más precisa para medir la intensidad física del sonido.
Micrófonos
Características
- Sensibilidad: La relación entre la tensión eléctrica de salida y la presión sonora de entrada.
- Directividad: La sensibilidad del micrófono en diferentes direcciones.
- Fidelidad: La capacidad del micrófono para reproducir fielmente la señal de entrada.
- Impedancia Interna: La resistencia eléctrica del micrófono.
- Ruido de Fondo: El ruido propio generado por el micrófono.
Clases de Micrófonos
- Micrófono de Carbón: Sensible y económico, pero con baja fidelidad y alto ruido de fondo.
- Micrófono de Bobina Móvil: Robusto y con buena fidelidad, pero menos sensible que el de carbón.
- Micrófono de Cinta: Fiable y económico, pero voluminoso y sensible al viento.
- Micrófono de Hilo: Ligero y sensible, pero delicado.
- Micrófono de Condensador: Alta fidelidad y bajo ruido de fondo, pero requiere alimentación externa.
- Micrófono Electret: Similar al de condensador, pero con menor sensibilidad.
- Micrófono Inalámbrico: Transmite la señal de audio de forma inalámbrica.
- Micrófono de Cristal: Alta impedancia y precio elevado.
Directividad de los Micrófonos
- Omnidireccional: Capta el sonido de todas las direcciones.
- Bidireccional: Capta el sonido de la parte frontal y posterior.
- Unidireccional: Capta el sonido principalmente de la parte frontal.
- Hipercardioide: Similar al unidireccional, pero con mayor rechazo del sonido lateral.
Altavoces
Principio de Funcionamiento
El altavoz convierte la señal eléctrica en vibraciones mecánicas que generan ondas sonoras.
Tipos de Altavoces
- Altavoz Dinámico: Utiliza una bobina móvil en un campo magnético para generar el movimiento del cono.
- Altavoz Piezoeléctrico: Utiliza cristales piezoeléctricos que se deforman al aplicarles una tensión.
- Altavoz Electroestático: Utiliza un diafragma delgado entre dos placas polarizadas.
Características de los Altavoces
- Impedancia: La resistencia eléctrica del altavoz.
- Sensibilidad: La capacidad del altavoz para convertir la señal eléctrica en sonido.
- Respuesta en Frecuencia: El rango de frecuencias que el altavoz puede reproducir.
- Potencia: La cantidad de energía eléctrica que el altavoz puede manejar.
- Curva Polar: La directividad del altavoz.
- Rendimiento: La eficiencia del altavoz en la conversión de energía eléctrica en sonido.
- Distorsión: La diferencia entre la señal de entrada y la señal de salida del altavoz.
Trompetas o Bocinas
Las trompetas o bocinas se utilizan para mejorar la eficiencia de los altavoces, especialmente en las frecuencias altas.
Auriculares
Los auriculares proporcionan una experiencia de escucha personal y privada.
Auriculares Inalámbricos
Los auriculares inalámbricos eliminan la necesidad de cables.
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