2/12/2015 FISICA: PROPIEDADES DE LOS CAPACITORES

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Nuestros tema principal es propiedades de los capacitores aqui se vencionara su concepto, leyes ypropiedades al igual como los diversos tipos de capacitores los cuales poseen características físicasdiferentes.

FISICA: PROPIEDADES DE LOSCAPACITORES

miércoles, 3 de noviembre de 2010

PROPIEDADES DE LOS CAPACITORESEl capacitor es un dispositivo que almacena energía en un campo electrostático. Unalámpara de destello o de luz relámpago, por ejemplo, requiere una breve emisión de energíaeléctrica, un poco mayor de lo que generalmente puede proporcionar una batería. Podemossacar energía con relativa lentitud (más de varios segundos) de la batería al capacitor, elcual libera rápidamente (en cuestión de milisegundos) la energía que pasa al foco. Otroscapacitores mucho más grandes se emplean para proveer intensas pulsaciones de lásercon el fin de inducir una fusión termonuclear en pequeñas bolitas de hidrógeno.

LEYES Y PROPIEDADES DE LA CAPACIDAD

Las propiedades de inductancia y de capacidad se pueden comparar a la inercia. Cuando seaplica inicialmente una tensión entre los extremos de una bobina, la inductancia de ésta seopone a la iniciación de la corriente; si desaparece la tensión en la bobina, la inductancia seopone 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 nopresentará inicialmente en la práctica resistencia alguna, lo que permite que se establezcauna corriente de gran intensidad. En efecto, el condensador se opone a la tensiónproductora de la corriente. Por otra parte, cuando se suprime la tensión aplicada alcondensador, la corriente tenderá a mantener aquella tensión. Por consiguiente, el efectoinductivo se opone al corriente mientras el efecto capacitivo se opone a la tensión. Tambiénesto es una clase de inercia.

Existen diversos tipos de capacitores, los cuales posee propiedades y característicasfísicas diferentes, entre los cuales se encuentran:

Torres Bustos Gisela

Integrantes color Gris:

Robles Apodaca Silvia Mitzel

Rios Valenzuela Ricardo

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CAPACITORES ELÉCTRICOS DE ALUMINIO

Son populares debido a su bajo costo y gran capacitancia por unidad de volumen Existen enel mercado unidades polarizadas y no polarizadas. Son del tipo de hojas metálicas, con unelectrólito que puede ser acuoso, en pasta o "seco" (sin agua).La capacitancia está estrechamente relacionada con la temperatura y puede decrecer en unorden de magnitud desde la temperatura ambiente hasta 55° C. Esta variación se reduce encapacitores de primera calidad y en productos recientes con formulaciones electrolíticasmás complicadas.No están diseñados para aplicaciones a frecuencias elevadas, y la impedancia puedealcanzar 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 fugaaumenta con el voltaje aplicado y con la temperatura. Como guía muy general, la corrientese 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 lapérdida de electrólito a través de los sellos, aunque con los tipos recientes de empaque seha reducido de manera significativa este deterioro, y los capacitores presentan en laactualidad 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 lostableros 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 decloro.

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE TANTALIO

Son más flexibles y confiables, y presentan mejores características que los electrolíticos dealuminio, pero también su costo es mucho más elevado.Existen tres tipos:

Capacitores de hojas metálicas (láminas):

Se elaboran del mismo modo que los electrolíticos de aluminioLos alambres conductores de tantalio se sueldan por puntos tanto a la lámina del ánodocomo a la del cátodo,las cuales se arrollan después con separadores de papel en un rollocompacto. Este rollo se inserta dentro de una envoltura metálica y, a fin de mejorar elrendimiento, se agrega un electrólito idóneo, como etilenglicol o dimetilformamida con nitrurode amonio, pentaborato de amonio o polifosfatos.Capacitores de hojas de tantalioExisten en el mercado en tamaños que varían de 0.12 hasta 3 500 mF, a voltajes hasta de450 VLa mayor parte de las aplicaciones para este tipo de capacitor se encuentran en losintervalos de voltaje superiores, en los que no es posible aplicar los condensadores detantalio húmedo, y cuando se requieren calidades superiores a las de los electrolíticos dealuminio, a pesar del mayor costo.Las desventajas, en comparación con otros tipos de capacitores de tantalio,son: grantamaño, 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 dealimentación.

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 temperaturaambiente en todo el intervalo de temperatura desde 55 hasta 125° C.Por desgracia, ni el electrólito ni el dieléctrico presentan las cualidades de autorreparaciónasociadas con otros capacitores electrolíticos.Para proteger los condensadores de fallas tempranas debidas a defectos del óxido y delelectrólito se recomienda su envejecimiento conectado durante 100 h a voltaje nominal ytemperatura máxima, empleando una fuente de energía de baja impedancia. Además, serecomienda que el voltaje de operación no exceda el 60% del voltaje nominal.

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE CERÁMICA

Bajo costo, reducido tamaño, amplio intervalo de valor de capacitancia y aplicabilidad

Gatelum Vega Nydia

Galaz Rascón Patricia Alejandra

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

CAPACITORES ELÉCTRICOS DE PAPEL O PLÁSTICO

El papel, el plástico y las combinaciones de ambos se utilizan en una gran variedad deaplicaciones, como filtrado, acoplamiento, derivación, cronometraje y suspensión de ruidoSon 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 ciertasaplicaciones.La disponibilidad de películas extremadamente delgadas y la gran variedad de materialesproporciona 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 tamañoy la longitud de las puntas.

CAPACITORES DE MICA Y VIDRIOLos capacitores con dieléctrico de mica y vidrio se aplican cuando se requiere cargaeléctrica 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 latemperatura. Para algunos valores de capacitancia es posible que el coeficiente detemperatura sea cero.Ambos tipos de capacitores pueden operar a alta frecuencia. La frecuencia deautorresonancia es de unos 10 MHz para grandes valores del capacitor y mayor de 100MHz para valores más pequeños.

CONCLUSIÓN:En términos generales podemos decir que la capacitancia es la cualidad que tienen losdiferentes tipos de condensadores para liberar una cierta cantidad de energía en undeterminado momento.

Hoy en día los condensadores son de mucha utilidad para la fabricación de equiposelectónicos, como radios, ordenadores, televisores, etc., ellos proporcionan elalmacenamiento temporal de la energía en un circuito.Todas esta teorias de la capacitancia de los condesadores que hoy se utilizan nacierongracias a la iniciativa de el científico Michael Faraday, ya que su Experimental Researchesin Electricity, a finales de siglo XIX pudo descubrir gran parte de lo que conocemos como laLeyes de Electricidad y Magnetismo.

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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 comprimenfácilmente. 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. Lasprincipales leyes de los gases son la ley de Boyle y la ley de Charles. Las leyes no secumplen exactamente en el caso de un gas real, pero muchos gases obedecen a ellas enciertas circunstancias, especialmente a temperaturas elevadas y bajas presiones. Un gasque 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 lamisma presión y temperatura".

Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre lacantidad 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 Avogadroasí:

(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 alcomienzo del experimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2,entonces el volumen cambiará a V2, 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 temperaturade una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba latemperatura 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 ytardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que elnúmero 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 émbolose 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 V1 que se encuentra a unatemperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta unnuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, 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 quecuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar elvolumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta detemperatura.

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 mismaconclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la queen 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 esinversamente 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 delrecipiente 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 ypor 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 permanecenconstantes, 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 P1al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2,entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Ley de GayLussac:

"Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante"

Fue enunciada por Joseph Louis GayLussac a principios de 1800. Establece la relaciónentre 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 tantoaumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que elrecipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.GayLussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre lapresión 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 P1 y a una temperaturaT1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2,entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de GayLussac.

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 IDEALESLa ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotéticoformado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques sonperfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases realesque más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos encondiciones de baja presión y alta temperatura.

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

La ecuación de estado para gases reales

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

Ecuación general para los gases idealesPartiendo de la ecuación de estado:

Tenemos que:

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

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

Como la cantidad de sustancia podría ser dada en masa en lugar de moles, a veces es útiluna 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 gasconsiderado.En mecánica estadística las ecuaciones moleculares siguientes se derivan de los principiosbásicos:

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

Formas alternativas

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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 SONIDOLa velocidad del sonido

Es la velocidad de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de343 m/s (a 20 °C de temperatura). La velocidad del sonido varía en función del medio en elque se trasmite.La velocidad de propagación de la onda sonora depende de las características del medio enel que se realiza dicha propagación y no de las características de la onda o de la fuerza quela genera

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Medios de propagación

La velocidad del sonido varía dependiendo del medio a través del cual viajen las ondassonoras. La definición termodinámica de la velocidad del sonido, para cualquier medio, esa²= (dp/dρ) s es decir la derivada parcial de la presión con respecto de la densidad aentropía constante.La velocidad del sonido varía también ante los cambios de temperatura del medio. Esto sedebe a que un aumento de la temperatura se traduce en un aumento de la frecuencia conque se producen las interacciones entre las partículas que transportan la vibración, y esteaumento de actividad hace aumentar la velocidad.En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos y en loslíquidos es mayor que en los gases. Esto se debe al mayor grado de cohesión que tienenlos 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. Sideseamos obtener la equivalencia en kilómetros por hora podemos determinarlamediante 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 °Cla 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 latemperatura en kelvin aguas arriba de la perturbación y M la masa molar del gas. Losvalores típicos para la atmósfera estándar a nivel del mar son los siguientes:

γ = 1,4R = 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 sólidosEn 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 lavelocidad 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 DOLOREl 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 demanera súbita, por daños mecánicos (en el oído medio) se produce a niveles muchosmayores. La exposición suficientemente prolongada a niveles superiores a 130 dB producepérdida de audición permanente y otros daños

Percepción del dolor: La recepción del estímulo doloroso a la corteza cerebral determina laconciencia del individuo del estimulo que causó el dolor. La respuesta al dolor esheterogénea, porque difiere el “umbral” de las personas que lo sufren. El “umbral” para lapercepción del dolor es la “intensidad mínima de un estimulo capaz de reconocida comodolor”. A nadie nos gusta, pero el dolor es necesario para garantizar nuestra supervivencia: esuna señal de alerta de nuestro organismo que nos avisa de que algo no funcionacorrectamente. 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 hastaque se desmayan. ¿Es que unos son más sufridos y fuertes que otros? La diferencia estáen el umbral o la tolerancia que tenemos los seres humanos frente al dolor. Los estudiosrealizados con diferentes tipos de razas humanas, por ejemplo, indican que casi todo elmundo 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 razasexiste más tolerancia al dolor). Paradójicamente, ciertas terapias para el dolor, se basanen 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 tratamientosu patología dolorosa.

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UMBRAL DE AUDICIÓNEl umbral de audición define la mínima presión requerida para excitar el oído.El Umbral deAudición, para la media de los humanos, se fija en 20 µPa (20micro pascales = 0.000002pascales), para frecuencias entre 2KHz y 4KHz.Por encima y por debajo de estas frecuencias, la presión requerida para excitar el oído esmayor. Esto significa que nuestro oído no responde igual a todas las frecuencias (tiene unarespuesta 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

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obtendría un tono claramente audible.

Las líneas discontinuas marcan los niveles de presión necesarios a cada frecuencia, paraque el oído detecte (subjetivamente) la misma sonoridad en todas. Esto quiere decir que sireproducimos un tono de 31.5 Hz a 100 dB (NPS), luego otro de 63 Hz a 90 dB y otro de125 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 quea 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 menossensible. 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 sondB de nivel de presión.

Por encima de los 4 Khz, el oído es menos sensible, pero no tanto como en bajasfrecuencias. Sin embargo, se producen fluctuaciones a frecuencias cercanas, debido a lasperturbaciones que produce la cabeza del oyente en el campo sonoro. Los umbrales deaudición 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. Enel caso del oído humano, sucede lo mismo, ya que se trata el receptor más complicado yeficiente que existe.

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

La superposición de ondas de frecuencias ƒ1 y ƒ2 muy cercanas entre sí

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produce un fenómeno particular denominado pulsación (o batido).En esos casos nuestro sistema auditivo no es capaz de percibirseparadamente las dos frecuencias presentes, sino que se percibe unafrecuencia única promedio (ƒ1 + ƒ2) / 2, pero que cambia en amplitud auna 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 correspondea 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 hastaaproximadamente 1520 Hz. Diferencias mayores de 1520 Hz le dan alsonido percibido un carácter áspero, mientras que si la diferencia aumentacomienzan nuevamente a percibirse las dos ondas simultánea yseparadamente.

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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 desonido podrían acercarse entre sí, si la fuente del sonido se movía endirección al receptor. Así mismo, pesó que las ondas se alejarían, si lafuente del sonido se alejaba del receptor.

Piensa en las ondas de sonido como pulsaciones que se emiten aintervalos regulares. Imagina que cada vez que caminas, emites unapulsación. Cada pulsación frente a ti representa un paso más que teacerca, mientras que, si estuvieses parado sin moverte, cada pulsacióndetrás de ti representaría un paso que te aleja. En otras palabras, lafrecuencia de las pulsaciones frente a ti es mayor de lo normal y, lafrecuencia de las pulsaciones detrás de ti es menor de lo normal.

El efecto Doppler no sólo se aplica a los sonidos. Funciona con todo tipode ondas.

El efecto Doppler establece el cambio de frecuencia de un sonido deacuerdo 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 unaconstante pero lo escuchado depende de las velocidades de la fuente y elobservador.

El efecto doppler se trata del cambio aparente en la frecuencia de unaonda emitida por una fuente de movimiento. El efecto doppler aplica tantopara las ondas mecánicas como para las ondas electromagnéticas.

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

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DECIBELESDefinición:

Decibelio es la unidad relativa empleada en acústica y telecomunicaciones para expresar larelación entre dos magnitudes, acústicas o eléctricas, o entre la magnitud que se estudia yuna magnitud de referencia.El decibelio, cuyo símbolo es dB, es una unidad logarítmica. Es un submúltiplo del belio, desímbolo 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 GrahamBell.Un belio equivale a 10 decibelios y representa un aumento de potencia de 10 veces sobre lamagnitud de referencia. Cero belios es el valor de la magnitud de referencia. Así, dos beliosrepresentan un aumento de cien veces en la potencia, 3 belios equivalen a un aumento demil veces y así sucesivamente.

Aplicaciones:

El decibelio es la unidad de medida utilizada para el nivel de potencia y el nivel deintensidad del sonido.Se utiliza una escala logarítmica porque la sensibilidad que presenta el oídohumano a las variaciones de intensidad sonora sigue una escala aproximadamente

2/12/2015 FISICA: PROPIEDADES DE LOS CAPACITORES

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Publicadas por Fisica 5L a la/s 9/20/2010 07:29:00 p.m. 12 comentarios:

logarítmica, no lineal. Por ello el belio (B) y su submúltiplo el decibelio (dB), resultanadecuados para valorar la percepción de los sonidos por un oyente. Se define comola comparación o relación entre dos sonidos porque en los estudios sobre acústicafisiológica se vio que un oyente, al que se le hace escuchar un solo sonido, nopuede dar una indicación fiable de su intensidad, mientras que, si se le haceescuchar dos sonidos diferentes, es capaz de distinguir la diferencia de intensidad.Como el decibelio es una unidad relativa, para las aplicaciones acústicas, se hatomado como convención, un umbral de audición de 0 dB equivalente a un sonidocon una presión de 20 micro pascales, algo así como un aumento de la presiónatmosférica normal de 1/5.000.000.000. Aun así, el verdadero umbral de audiciónvaría entre distintas personas y dentro de la misma persona, para distintasfrecuencias. Se considera el umbral del dolor para el humano a partir de los 140 dB.Esta suele ser, aproximadamente, la medida máxima considerada en aplicacionesde acústica.Normalmente una diferencia de 3 decibelios, que representa el doble de señal, es lamínima diferencia apreciable por un oído humano sano. Una diferencia de 3decibelios es aparentemente el doble de señal aunque la diferencia de sonoridadsea de diez veces.Para el cálculo de la sensación recibida por un oyente, a partir de las unidadesfísicas medibles de una fuente sonora, se define el nivel de potencia, LW, endecibelios, y para ello se relaciona la potencia de la fuente del sonido a estudiar conla potencia de otra fuente cuyo sonido esté en el umbral de audición, por la fórmulasiguiente:

W1 es la potencia a estudiar, en vatios (variable), W0 es el valor de referencia, igual

a 10 − 12 vatios y log10 es el logaritmo en base 10 de la relación entre estas dospotencias. Si W1 es mayor que la potencia de referencia W0 de una antena idealisotrópica el valor en decibelios es positivo. Y si W1 es menor que la referencia W0el resultado es negativo. También observar que un aumento de 10 veces de lapotencia W1 con respecto a la referencia significa un aumento de 10 dB. Y que alaumentar 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 desalida y la potencia de entrada.

G = P2 / P 1

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