PrincipiosElectricidad

Caractersticas

Magnetismo

Que es el magnetismo

ElectricidadLa electricidad junto con el magnetismo es una parte de la fsica y no tiene una definicin fcil de que es, la relacin del magnetismo y la parte elctrica es desde el ncleo de los tomos.

La fuerza electromagntica es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza

Exponer una definicin de Qu es la electricidad? Es prcticamente imposible ya que desde la creacin de un flujo de electrones o la generacin en base a campos magnticos o su transporte y distribucin o la utilizacin en cualquier campo no se habla de electricidad en si, sino de otros conceptos como corriente elctrica, campos elctricos y otras cosas mas.Principios

ElectricidadQue es electricidad? Esta pregunta es imposible de contestar porque la palabra Electricidad tiene varios significados. Estos diferentes significados son incompatibles y las contradicciones confunden a todo el mundo. Si no entiende que es electricidad, tampoco mucha gente, a mucha gente le toma mucho tiempo comprender el concepto. Obviamente electricidad no puede ser muchas cosas al mismo tiempo.

Las cargas electricas , tambien llamadas la cantidad de electricidad es un componente fundamental de la materia. Todas la cosas estan hechas de atomos y los atomos a su ves estan hechos protones neutrones y electrones y de estos, los electrones son el concepto de carga electrica. La carga electrica es como una substancia, si se tiene una cantidad de cargas, no se pueden destruir solamente se pueden mover de una parte a otra y al flujo de cargas electricas lo llamamos corriente electrica.Principios

ElectricidadLa electricidad se utiliza de dos formas, en la primera, el flujo de electrones circula en un solo sentido, de la zona donde estn acumulados hacia la zona donde faltan con un nivel de energa o fuerza constante.

A esta condicin de flujo elctrico se le denomina Corriente Directa y se abrevia CD

En la segunda el flujo de electrones circula alternadamente, primero en un sentido e inmediatamente despus en otro sentido, variando el nivel de energa o fuerza

A esta condicin de flujo elctrico se le denomina Corriente Alterna y se abrevia CATipos de flujos

ElectricidadExisten dos tipos de variaciones en el tipo de flujos:

En la primera, la corriente directa no es constante en la energa o fuerza, sino que tiene pequeas variaciones

A esta condicin elctrica se le denomina Corriente Continua y se abrevia CC

En la segunda, nada mas se utiliza la parte del flujo de electrones que va en un sentido y el otro se ignora

A esta condicin elctrica se le denomina Corriente pulsante y no tiene abreviacin pero es muy comn en los dispositivos que existe para cargar baterasVariaciones en el tipo de flujos

ElectricidadPor esta complicacin de una definicin de Qu es la electricidad? Se analizara por cinco componentes:

la potencia que consume,

la cantidad de electrones que se utilicen,

la resistencia que oponen los conductores al paso de los electrones

la energa o fuerza del sistema, que siempre estarn presentes en cualquier aplicacin

y por la acumulacin de electronesPrincipios

ElectricidadLa potencia que se consume esta medida en Watts y se identifica con la letra W.

La cantidad de electrones que circulan por el sistema se llama corriente elctrica y se mide en Amperes A y se identifica con la letra I .

La resistencia que oponen los conductores y otros elementos al paso de los electrones se mide en Ohms y se identifica con la letra griega W(omega).

La energa o fuerza del sistema y que se conoce como voltaje y se mide en Volts V y se identifica con la letra E.

Por ultimo esta la acumulacin de electrones y se conoce genricamente como cargas.

Las unidades de medicin

ElectricidadLa potencia esta relacionada con el la cantidad de electrones que circulan en el sistema y con la energa o fuerza que se utiliza

La energa o fuerza que se utiliza esta relacionada con la cantidad de electrones que circulen por el sistema y con la resistencia que oponen los conductores al paso de los electrones.

Con estas dos condiciones, no es necesario conocer todos los datos para que se puedan obtener todos los que hagan falta.Las condiciones

A la relacin de potencia, corriente y voltaje se le conoce como

Ley de Watt

Donde: la potencia es igual al voltaje por la corriente

W = E I

o el voltaje es igual a la potencia entre la corriente

E = W I

o la corriente es igual a la potencia entre el voltaje

I = W R

Las LeyesElectricidad

l

A la relacin de corriente, resistencia y voltaje se le conoce como

Ley de Ohm

Donde: el voltaje es igual a la resistencia por la corriente

E = R I

o la resistencia es igual al voltaje entre la corriente

R = E I .

o la corriente es igual al voltaje entre la resistencia

I = E R .

Las LeyesElectricidad

m

n

o

Estas seis relaciones son la base de cmo calcular casi cualquier cosa en electricidad.

Sin embargo se pueden sustituir de una a otra ley como por ejemplo:

Si W = E I

Y si nada mas tenemos los valores de voltaje y resistencia y queremos conocer la potencia, podremos sustituir el valor de I con la ley de ohm

I = E R

Sustituyendo en

W = E I

W = E2 RLas LeyesElectricidadE R

o

p

ElectricidadEjercicioLa referencia de la seal de audio es de 1 mW a 600 W.

Cul es el voltaje?

UtilizandoW = E2 R

Despejando

E = W R

SustituyendoE = 0.001 600

E = 0.6

W=E2R

p

La referencia de la seal de audio es de 1 mW a 600 W.

Cul es el voltaje?

Utilizando W = E2 R

DespejandoW R = E2

E = W R

SustituyendoE = 0.001 600

E = 0.6

ElectricidadEjercicio

p

ElectricidadEjercicioLa referencia de la seal de audio es de 1 mW a 600 W.

Cul es el voltaje?

Utilizando W = E2 R

W R = E2

E = W R

E = 0.001 600

E = 0.6

E = 0.7746 VPromedio

E = 0.7746 VRMS(Ratio Measure Square)

p

ElectricidadGeneracinLa generacin de la electricidad se hace por tres medio principales:

La Generacin Qumica

La Generacin Mecnica

La Generacin Solar

La aplicacin de la generacin qumica es en las bateras, donde por medio de procesos qumicos se crean cargas elctricas que producen electricidad del tipo de:

Corriente Directa

ElectricidadLa generacin de la electricidad se hace por tres medio principales:

La Generacin Qumica

La Generacin Mecnica

La Generacin Solar

Los generadores elctricos son la fuente principal de medios mecnicos para generar electricidad pero normalmente la generan del tipo de:

Corriente AlternaGeneracin

ElectricidadLa generacin de la electricidad se hace por tres medio principales:

La Generacin Qumica

La Generacin Mecnica

La Generacin Solar

Los paneles solares convierte la luz que proviene del sol en cargas elctricas que a su ves se acumulan en bateras y ya sea que se utilicen directamente o se convierta a corriente alterna para uso domestico o comercialGeneracin

ElectricidadTransportePara transportar la electricidad solamente se necesita un medio conductor para unir la zona donde estn acumulados los electrones, pasar por el circuito al que le vamos aplicar la electricidad y despus enviar esos electrones a la zona donde faltan.

En la corriente directa es as el funcionamiento,pero en la corriente alterna se pueden generar para un conductor o dos y hasta tres al mismo tiempo, esto es para diferentes aplicaciones.

En la corriente alterna a estas lneas se les da el nombre de fases y a los circuitos se les denomina:

MonofsicosBifsicos trifsicos

ElectricidadTransporteLa generacin, el transporte y la distribucin de la electricidad.Planta elctrica genera electricidadTransformador sube el voltaje para transmisinLneas de transmisin transporta electricidad a grandes distanciasSubestacin Transformador baja el voltaje para distribucinTransformadores en postes bajan el voltaje para uso domestico y comercialLneas de distribucin dentro de las ciudades450,000 V23,000 V120 V450,000 V

ElectricidadAplicacionesLas aplicaciones de la corriente directa son para usos de bajos voltajes y sobre todo en circuitos electrnicos para darle energa a los dispositivos y que estos funcionen adecuadamente.

Por ejemplo, una batera tpica comercial es de 1.5 VDC y existen dispositivos que nada mas utilizan una y la mayora de los dispositivos digitales caseros, sus circuitos trabajan con un voltaje promedio de 5 V.

Unos circuitos muy especficos se disean para generar corriente directa a partir de corriente alterna, como los cargadores de telfonos celulares o los adaptadores de las computadores LapTop y dentro de todos los equipos electrnicos.

ElectricidadAplicacionesLas aplicaciones de la corriente alterna son mas de uso casero e industrial y los voltajes varan desde un ciento de volts hasta unos 450,000 V para el transporte desde las grandes plantas generadoras.

En Mxico, el voltaje alterno de uso domestico es de 127 V, a 30 A y para uso industrial es comn utilizar una alimentacin trifsica de alto voltaje.

Este alto voltaje es de 23,000 V a 30 A, pero la corriente alterna tiene la propiedad de pasarla por un dispositivo elctrico llamado transformador que tiene la propiedad de conservar la relacin de voltaje / corriente.

Es decir, que si la entrada es de 23,000 V por 30 A es igual a 690,000 W, entonces si la salida es de 127 V, la corriente que se produce es de 5433 A, suficiente para un poco menos de 200 casas.

ElectricidadLos transformadoresEstos dispositivos elctricos tienen muchas aplicaciones en la conversin de voltajes/corrientes alternas nicamente y la forma de construccin depende de su aplicacin.

Existen los que bajan el voltaje y los que la suben, con devanados mltiples, para altas y bajas frecuencias y tambin en el caso de la electricidad, para una fase, para dos fases y trifsicos.

El principio de un transformador se base en un efecto electromagntico y consiste de al menos dos bobinas de alambre de cobre enrolladas a una estructura de hierro

El campo electromagntico que se forma cuando la bobina de entrada, conocida como primario, recibe voltaje el centro de hierro lo transfiere a la otra bobina, llamada secundario, y entrega el voltaje y la corriente para el que fue diseado.

ElectricidadLos transformadoresPrimero vamos a ver como se representan los transformadores.DevanadoPrimarioDevanadoSecundarioNcleo dehierroEntradaSalida

ElectricidadLos transformadoresLos transformadores de dos y tres fases, son mas industriales y conservan el mismo principio.

Vamos a ver como esta construidos los transformadores que reciben tres fases

Lo primero es como estn conectadas las tres bobinas del primario despus como estn conectadas las bobinas del secundario.

ElectricidadNeutro123220 V 220 V 220 V Devanado DeltaDevanado Estrella120 V 120 V 120 V 23,000 V23,000 V23,000 V123Transformador trifsicoalta tensinPor la forma de la letra griega D

Eje Giratorio de la TurbinaA las lneas de transmisinDireccin de la corriente elctricaBobina de alambre giratoriaElectricidadGenerador elctrico

MagnetismoElectricidadLa electricidad y el magnetismo son las dos caras de un mismo concepto

El electromagnetismo

En la fsica fundamental de la naturaleza es una de sus cuatro fuerzas.

Separar a la electricidad del magnetismo es muy difcil, ya que ambas parten de la configuracin de los tomos

MagnetismoQu es el Magnetismo?La orientacin de los electrones alrededor del ncleo de ciertos elementos y momento magntico intrnseco de los electrones

Otra fuente del magnetismo son los momentos magnticos nucleares dentro del ncleo en los materiales y que son tpicamente miles de veces mas pequeos que los momentos magnticos de los electrones

Los momentos magnticos nucleares casi no cuentan en la magnetizacin de los materiales, pero son importantes en otros contextos, particularmente en la resonancia magntica nuclear (NMR) y en la creacin de imgenes de resonancia magntica (MRI)

MagnetismoQu es el Magnetismo?En pocas palabras, es el efecto de ciertos materiales de ordenarse a nivel de sus tomos para generar el efecto de magnetizacin

Un imn produce su propio campo magntico y tambin responde a otros campos

Los imanes cumplen la ley de los polos, polos opuestos se atraen y polos iguales se repelen

Los polos de un imn reciben los nombres de Polo Norte y Polo SurPolo SurPolo NorteImn

MagnetismoLos polos magnticos?Polo SurPolo NortePolo SurPolo NortePolos opuestos se atraenPolos iguales se repelen

MagnetismoQu es el Magnetismo?Lo que mas se nota del fenomeno del magnetismo son los campos magnticos y las lineas de fuerza que los forman.Como se observa en esta fotografia, donde sobre una hoja de papel se colocaron limaduras de hierro y abajo de la hoja de coloco el iman de herradura. El efecto del fenomeno magnetico alinea las limaduras con las lineas de fuerza de los campos magneticos

Magnetismo +Cmo se fabrica un imn?Polo SurPolo NorteBobina de alambre de cobreBarra de hierro sin imantarBarra de hierro imantadaFuente de corrienteBateraInterruptorImnCampo MagnticoLneas de FuerzaDireccin de las Lneas de FuerzaEsta es la forma de cmo interactan la electricidad que produce magnetismo. La otra forma es como el magnetismo produce electricidad.

MagnetismoEsta es la forma de cmo interactan la electricidad que produce magnetismo. La otra forma es como el magnetismo produce electricidad.

ElectricidadGenerador elctrico

El sonido

Caractersticas

Acstica

Que es la acsticaIniciamos

El movimiento vibratorio de un cuerpo, slido, liquido o gaseoso, crea presiones y compresiones en si mismo o en otro adjunto, formando ondas que cuando estas llegan a los odos humanos se convierten en impulsos nerviosos y que el cerebro las interpreta como sonidosQue es el sonido?Para que los humanos podamos percibir un sonido, ste debe estar comprendido en un rango de frecuencias de entre 16 y 20.000 Hz.

A esto se le denomina rango de frecuencias audibles.

Por debajo de este rango tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos.

Cuanta ms edad se tiene, este rango va reducindose tanto en graves como en agudos Sound is a type of energy made by vibrations. When any object vibrates, it causes movement in the air particles. These particles bump into the particles close to them, which makes them vibrate too causing them to bump into more air particles. This movement, called sound waves, keeps going until they run out of energy. If your ear is within range of the vibrations, you hear the sound.

Que es el sonido?

Que es el sonido?

Que es el sonido?

El Odo

EstimuloOndasSonorasTmpanoClulasreceptorasRespuestadel odoImpulso nerviosoRespuestaProceso Auditivo

Rango de AudicinRango de frecuencias audibles

Rangos de AudicinLimite de bajas frecuenciasLimite de Altas FrecuenciasElefante1710,000Humano2020,000 Vaca2335,000Caballo5533,500Perro6045,000Mono11045,000Rata65060,000Raton1,00090,000Murcilago3,000120,000(Fuente: Schiffman, H.R., Sensation andPerception. An Integrated Approach, New York: John Wiley and Sons, Inc., 2001)

PianoOrganoSopranoContra altoTenorPlatillos y tarolasBomboFlautaClarineteTrompetaTrombnTubaViolnChelo16.432.765.4131261523104620934186837216000Instrumentos de tecladoVoces de operaInstrumentos de percusinInstrumentos de VientoMetalesInstrumentos de CuerdaFrecuenciaHzRango de AudicinRango de frecuencias emitidasPor octavas

Presin SonoraEl hombre escucha por las vibraciones del aire y que llegan al odo, pero esas vibraciones tienen que tener una cierta presin cuando se expanden o se comprime el aire.

Estas presiones se miden igual como se mide el aire para temas meteorolgicos

Los mediciones del aire realmente tienen una variacin que depende de la altura con respecto al nivel del mar

A esta presin se le llama de 1 Atmosfera (1 ATM) y que disminuye con la altura sobre el nivel del mar, pero tambin aumenta en la profundidad del mar.

Existen varias unidades de medicin de presin, esta las unidades Bar, los Pascales y otras, de las cuales no tocare.Rangos de niveles de audicin

Presin SonoraRangos de niveles de audicinEl rango de presin sonora en la que ser humano es capaz de escuchar sin ningn problema es muy amplio y solo para hacernos una idea slo hay que pensar que el sonido que un rifle produce es una presin sonora 100.000.000 de veces mayor que el de una hoja seca que cae de un rbol.

El odo del humano tiene sus limites que se conocen como:

El Umbral auditivo y el Umbral del dolor

El umbral auditivo es la mnima presin que necesita el odo para mover el tmpano de debe ser de aproximadamente de 210-4 bars y el umbral del dolor es presin mxima que puede soportar el odo antes de provocar dolor y es de 2 108 bars.Si tomamos el umbral auditivo como referencia cero, el umbral del dolor es una presin de 1,000,000,000,000 (un Billn) de veces superior.

Presin SonoraCon valores extremos tan alejados, es necesario utilizar una unidad ms manejable y objetiva. Para ello se utiliza una escala logartmica comprimida, en lugar de una escala lineal. Las cantidades lineales varan en una relacin de 1:100.000.000.000, es por ello que se utiliza una escala logartmica, siendo la unidad de dicha escala el Bel.

Pero el Bel resulta se una unidad demasiado grande en le prctica por lo que habitualmente se utiliza la dcima parte, conocida como decibel, abreviado db.

El Bel es en honor a Alexander Graham Bell, inventor entre otras cosa del telfono y en sus laboratorios desarrollaron la forma de medir las perdidas de los niveles de sonido en las lneas telefnicas poco antes de 1880.Rangos de niveles de audicin

Presin SonoraEl deciBel se utiliza tanto para medir la presin sonora como la representacin electrnica del sonido.

Cuando se esta analizando solamente el nivel del sonido se denomina:

Niveles de Presin Sonora

Pero universalmente es mas conocido en ingles como

Sound Pressure Level

SPL

Los SPL se miden en decibeles o dBsRangos de niveles de audicinSPL

Antes de continuarTrataremos de entender que son los decibeles

Lo primero, es una relacin entre dos valores,

uno puede ser de entrada y otro de salida o un valor de referencia y un valor diferente

Una relacin de este tipo es la multiplicacin o la divisin de dos valores iguales, es decir con las mismas unidades

En el caso de los decibeles es la relacin logartmica del valor de salida entre el valor de entrada o el valor de la referencia.

La experiencia en la utilizacin de escalas logartmicas es muy amplia como por ejemplo se utilizan escalas logartmicas para representar la cantidad de frecuencias utilizadas en las respuestas de los diferentes equipos de audio y video.

El exponente es el nmero que nos dice cuantas veces tenemos que multiplicar un nmero por si mismo.

El nmero que se multiplica por si mismo se llama nmero base y nosotros utilizaremos el nmero 10 (diez) como nmero base

Por ejemplo si queremos obtener el numero 100 (cien), a que potencia se debe elevar el numero 10 para obtenerlo

10? = 100102 = 100

Si se eleva el numero 10 a la tercera potencia se obtiene el numero 1000.

Como se tiene el la siguiente tablaLos exponentes

100 = 1101 = 10102 = 100103 = 1,000104 = 10,000105 = 100,000106 = 1,000,000107 = 10,000,000108 = 100,000,000109 = 1,000,000,0001010 = 10,000,000,0001011 = 100,000,000,0001012 = 1,000,000,000,000Los exponentes

Que es un logaritmo?Utilizando las propiedades de este tipo de funciones aritmticas se pueden realizar otro tipo aplicaciones.

Partiendo del nmero 10 como base y un exponente se pueden obtener nmeros diferentes a los mltiplos del 10 exactos.

Por ejemplo, a que potencia se debe de elevar el numero 10 para obtener el numero 5

10? = 5

Veamos como se puede

Que es un logaritmo?0,

0,69897000433601880478626110527551Que es un logaritmo?0,69897000433601880478626110527551

0,69897000433601880478626110527551Que es un logaritmo?

Que es un logaritmo?Pero si queremos saber a que potencia se debe de elevar el numero 10 para obtener el numero 50

10? = 50

veamos

0,69897000433601880478626110527551Que es un logaritmo?

0,698970004336018804786261105275511,6989700043360188047862611052755Que es un logaritmo?1,69897000433601880478626110527551

Que es un logaritmo?Por ahora, a que potencia se debe de elevar el numero 10 para obtener el numero 500

10? = 500

Entonces

1,69897000433601880478626110527550,69897000433601880478626110527551Que es un logaritmo?

1,69897000433601880478626110527550,698970004336018804786261105275512,6989700043360188047862611052755Que es un logaritmo?2,6989700043360188047862611052755

Que es un logaritmo?Lo que quiere decir es que

10 = 5

y

10 = 50

y

10 = 5000.69897000433601880478626110527551,69897000433601880478626110527552,6989700043360188047862611052755El numero cero no tiene logaritmo.

Para los nmeros entre el 1 y el 9, su logaritmo empiezan con 0. (cero punto) y despus el valor del logaritmo.

Para los nmeros entre el 10 y el 99, su logaritmo empieza con 1 (uno) y despus el valor del logaritmo.

y as sucesivamente. Por definicin: Los logaritmos son el exponente al que el nmero diez se tiene que elevar para encontrar cualquier numero

Que es un logaritmo?Esto se debe a que el exponente que necesita el numero 10 para obtener los nmeros entre 1 y 9 es 0 y el exponente del numero 10 para obtener los nmeros entre 10 y 99 es 1.

Como se ve en la tabla100 = 1 (el exponente para los nmeros entre 1 y 9 es cero)101 = 10102 = 100103 = 1,000104 = 10,000105 = 100,000106 = 1,000,000107 = 10,000,000108 = 100,000,000109 = 1,000,000,0001010 = 10,000,000,0001011 = 100,000,000,0001012 = 1,000,000,000,000(el exponente para los nmeros entre 10 y 99 es uno)

Que es un logaritmo?Los logaritmo para los nmeros del 1 al 9 son:1 = 02 = 0,30103 = 0,47714 = 0,60205 = 0,69896 = 0,77817 = 0,84508 = 0,90309 = 0,9542Los logaritmo para los nmeros del 10 al 99 son:10 = 120 = 1,301030 = 1,477140 = 1,602050 = 1,698960 = 1,778170 = 1,845080 = 1,903090 = 1,954299 = 1,9956 Los valores de los logaritmos de un numero cualquiera se encuentra en tablas o en calculadores electrnicas del tipo llamada calculadora cientfica

Los logaritmos no son solo para nmeros enteros sino tambin para los nmeros con fracciones,

EscalasPara poder ver en un dibujo este tipo de unidades veamos como se ven123456789100.8450.9030.9540.3010.4770.6020.6990.77810123456789100Escala lineal1 = 02 = 0,3013 = 0,4774 = 0,6025 = 0,6996 = 0,7787 = 0,8458 = 0,9039 = 0,95410 = 100,3010,4770,6020,6990,7780,8450,9030,9541Escala logartmicaLogaritmo de

EscalasFRECUENCIA 10010001000020000500020005002005020MAGNITUD(dB)20151050-5-10-15-20HzAMPLITUD

El Espectro Electromagntico

El Espectro ElectromagnticoSonido

Debajo de 20 Hzinfrasonidos Arriba de 20000 HzultrasonidosGravesMedios GravesMediosMedios AgudosAgudos20-200200-800800-40004000-80008000-20000

Las mediciones de los sonidos Despus del repaso de los logaritmos, regresemos a como se miden los niveles de presin sonora. Las mediciones del sonido son con respecto a los niveles de escucha humana.

Esta relacin es un nivel generado contra un nivel de referencia de la mnima presin del umbral de la escucha humana, que se mide en una unidades de presin llamadas Bars, pero para calcular cuanta es la diferencia entre la referencia contra el nivel generado se desarrollo una la expresin matemtica en base a logaritmos y que ahora se conocen como los decibeles

Las mediciones de los sonidos La siguiente expresin que se desarrollo en base a logaritmos

se conoce como decibeles

= 10 Log

decibeles = 10 Log Potencia de salidaPotencia de referenciadecibeles Potencia de salida Potencia de entrada

Calculo de los decibeles EJEMPLOSDecibeles = 10 Log Potencia de salidaPotencia de entradaSi la potencia de entrada es de 1y la potencia de salida es de 2Decibeles = 10 Log 21Decibeles = 10 Log 2

Que es un logaritmo?Los logaritmo para los nmeros del 1 al 9 son:1 = 02 = 0,30103 = 0,47714 = 0,60205 = 0,69896 = 0,77817 = 0,84508 = 0,90309 = 0,9542Los logaritmo para los nmeros del 10 al 99 son:10 = 120 = 1,301030 = 1,477140 = 1,602050 = 1,698960 = 1,778170 = 1,845080 = 1,903090 = 1,954299 = 1,9956

Calculo de los decibeles EJEMPLOSDecibeles = 10 Log Potencia de salidaPotencia de entradaSi la potencia de entrada es de 1y la potencia de salida es de 2Decibeles = 10 Log 21Decibeles = 10 Log 2Decibeles = 10 0,3010Decibeles = 3.0Pero si la potencia de entrada sigue siendo de 1 y cambiamos la potencia de salida a 20Decibeles = 10 Log 201Decibeles = 10 Log 203 dbs

Que es un logaritmo?Los logaritmo para los nmeros del 1 al 9 son:1 = 02 = 0,30103 = 0,47714 = 0,60205 = 0,69896 = 0,77817 = 0,84508 = 0,90309 = 0,9542Los logaritmo para los nmeros del 10 al 99 son:10 = 120 = 1,301030 = 1,477140 = 1,602050 = 1,698960 = 1,778170 = 1,845080 = 1,903090 = 1,954299 = 1,9956

Calculo de los decibeles EJEMPLOSDecibeles = 10 Log Potencia de salidaPotencia de entradaSi la potencia de entrada es de 1y la potencia de salida es de 2Decibeles = 10 Log 21Decibeles = 10 Log 2Decibeles = 10 0,3010Decibeles = 3.0Pero si la potencia de entrada sigue siendo de 1 y cambiamos la potencia de salida a 20Decibeles = 10 Log 201Decibeles = 10 Log 20Decibeles = 10 1,3010Decibeles = 13.03 dbs13 dbs

Calculo de los decibeles EJEMPLOSSi la potencia de entrada es de 1y la potencia de salida es de 4Decibeles = 10 Log 41Decibeles = 10 Log 4Decibeles = 10 0,6020Decibeles = 6.0Pero si la potencia de entrada sigue siendo de 1 y cambiamos la potencia de salida a 40Decibeles = 10 Log 401Decibeles = 10 Log 40Decibeles = 10 1,6020Decibeles = 16.06 dbs16 dbsDecibeles = 10 Log Potencia de salidaPotencia de entrada

Escala de decibelesLos decibeles para:

El doble de potencia es = 3 dBpara tres veces mas es = 4.5 dBparar cuatro veces mas es = 6 dBpara cinco veces es = 7 dBpara seis veces es = 7.8 dBpara siete veces es = 8.5 dBpara ocho veces es = 9 dBpara nueve veces mas es = 9.5para diez veces es = 10 dBpara veinte veces es =13 dBpara cien veces =20 dBpara mil veces =30 dBpara diez mil veces = 40 dbpara cien mil veces =50 dbpara un milln de veces = 60 dbpara diez millones de veces =70 dBpara cien millones de veces = 80 dBpara mil millones de veces =90 dBpara diez mil millones de veces = 100 dBpara cien mil millones de veces =110 dBpara un billn de veces120 dB

Escala de decibelesEn la siguiente grafica se muestra la forma de una curva en base a datos logartmicos

MAGNITUD1050-5-1010515POTENCIAdBpotencias iguales dan una diferencia de 0 dBla mitad de la potencia resulta en -3 dBun decimo de potencia resulta en -10 dBel doble de potencia resulta en 3 dBdiez veces mas de potencia resulta en 10 dBCurva de comportamiento de los decibeles

Presin SonoraLa siguiente tabla muestra algunos niveles de presin sonora en decibeles dentro del rango de audicin del odo humano. Rangos de niveles de audicin

Tipo de SonidoIntensidad en dBCada de una hoja seca, respiracin en calma. 10Susurro a un metro 20Conversacin normal50-60Orquesta con metales70-80Calle con mucho trafico 10 m80-90Despertador a 40 cm 80Martillo Pneumatico a 1 m120Motor de Jet a 200 m130Umbral de dolor para el humano130

Presin Sonora0dB[82105PaUmbral de Audicin a 1 KHz10dB6.32105PaRespiracin Calma, cada de una hoja seca20 30dB2104 6.32104PaLugar cerrado con mucha calma40 60dB2103 2102PaConversacin Normal a 1m50-53dBLavadora, Lava trastes65dBBatidora Elctrica Porttilaproximado. 60dB2102PaTelevisor (a nivel de casa) a 1m70dB[9]Segn EPA identificado como mximo para proteger contra perdidas auditivas y otros efectos dainos del ruido, como mal dormir, stress, problemas de aprendizaje, etc.60 80dB2102 2101PaCoche de pasajeros a 10m85dB[8]0.356PaDaos Auditivos (exposicin por largos periodos, no necesita ser continuo)80 90dB2101 6.32101PaCalle con mucho trafico a 10maproximado 100dB2PaMartillo neumtico a 1mFuente de Sonido (a travs del aire)Presin del sonidoPascales RMSNivel de Presin SonoradB ref a 20 mPa

Presin Sonora130dB63.2PaUmbral de DolorVuvuzela at 1m20Pa120dB150dB632PaTurbina de Jet168dB5,023PaRifle de asalto de la Segunda Guerra Mundial M1 Garand171dB(pico)7,265PaRifle 30-06 a 1 m del lado del tirador176dB12,619PaDestapar un dispositivo termo acstico165dB~4,000PaPruebas acsticas con equipo de lanzamiento de cohetes170 - 180dB6,000 20,000PaGranadas de Aturdimiento M84192.8 194.7 dB87,000 108,400PaLimite terico basado en registros de presin atmosfrica Max & Min medidos en oeste del ocano Pacifico1979 Tifn Tip & Agata USSR 1968 Limite terico para sonidos sin distorsin a 1 atm de presin ambiental~ 194. o94dB101,325PaOnda de choque (ondas de sonido distorsionadas > 1 atm con los valles de las ondas bloqueados a presin cero)> 194dB> 101,325PaFuente de Sonido (a travs del aire)Presin del sonidoPascales RMSNivel de Presin SonoradB ref a 20 mPa

Rangos de Audicin HumanaEn la siguiente grafica se muestra como el odo detecta cambios en la presin sonora. El odo humano no tiene una sensibilidad espectral plana, es decir no escucha todas las frecuencias con la misma intensidad. Los humanos no perciben las bajas y las altas frecuencias igual que las frecuencias que estn cerca de los 2000 Hz, como se muestra en la grafica que desarrollaron Fletcher y Munson en 1933 y que virtualmente no ha cambiado.

Debido a que la respuesta de la escucha humana a las frecuencias cambia con su intensidad, se han establecido tres compensaciones ponderaciones para medir la presin sonora denominadas simplemente A,B y C. la ponderacin A aplica para presiones sonoras por debajo de los 55 dB, la ponderacin B aplica para niveles depresin sonora entre 55 y 85 db y la ponderacin C mide niveles de presin sonora arriba de los 85 dB

Umbral de audicin mnimoUmbral de audicin 0 dBRespuesta del odoFrecuenciaHz50100500100050001000010200000102030405060708090100110120130140-10NIVEL DE PRESIN SONORA dBUmbral de audicin a 20 dBUmbral de audicin a 40 dBUmbral de audicin 60 dBUmbral de audicin 80 dBUmbral de audicin a 100 dBUmbral de audicin a 120 dBUmbral de dolor

Respuesta del odo

Respuesta del odoAleteo de un mosquitoCada de hoja secaHabitacin en reposo de noche murmullosrefrigeradorCanto de pjarosConversacin normalaspiradoraTrafico de autosTrafico de camionesSierra de BancoMartillo neumticoMotor jet a 200 mMotor jet a 40 m

Propagacin del SonidoLa fsica del sonido es estudiada por la acstica, que trata tanto de la propagacin de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios como la interaccin de estas ondas sonoras con los cuerpos fsicos.FrecuenciaTipo de SonidoGravesMedios GravesMediosMedios AgudosAgudosBajasMedias BajasMediasMedias AltasAltasForma de la onda

Velocidades de Propagacin del SonidoEl sonido tiene una velocidad de propagacin de 331,5m/s

Condiciones:que la temperatura ambiente sea de 0C que la presin atmosfrica sea de 1 atmsfera (nivel del mar) que se tenga una humedad relativa sea de 0% (aire seco). En el aire (un gas)En el SlidoEn un liquidoEn el agua de mar es de 1200 m/sEn el hierro es de 5000 m/s

Los sonidos tienen cuatro propiedades bsicas y que son:

TonoIntensidad, fuerza o potenciaTimbre o colorDuracinPropiedades del SonidoPropiedadCaractersticaRangoTonoIntensidadTimbreDuracinFrecuencia de ondaAmplitud de ondaArmnicos de onda o forma de la ondaTiempo de vibracinAgudo, medio, graveFuerte, dbil o suaveFuente emisora del sonidoLargo o corto

El Tono

Indica si el sonido es grave, agudo o medio, y viene determinada por la frecuencia principal de las ondas sonoras.

vibracin lenta = baja frecuencia = sonido grave.

vibracin rpida = alta frecuencia = sonido agudo. La intensidad

Es la cantidad de energa acstica que contiene un sonido, es decir, lo fuerte o suave de un sonido. La intensidad viene determinada por la potencia, que a su vez est determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o dbil.Los sonidos que percibimos deben superar el umbral auditivo y no llegar al umbral de dolor. Propiedades del Sonido

El timbre

Es la cualidad de los sonidos que confieren los armnicos a la frecuencia principal o fundamental. Esta cualidad es la que permite distinguir dos sonidos entre la misma nota, mismo tono y misma intensidad, producida por dos instrumentos musicales distintos. Se define como la calidad del sonido. Con la voz sucede lo mismo. El sonido producido por un hombre, una mujer, un nio o una nia tienen distinto timbre. El timbre nos permitir distinguir tambin si el sonido ser claro, sordo, agradable o molesto.La duracin

Es el tiempo durante el cual se mantiene un sonido. Podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc.Los nicos instrumentos acsticos que pueden mantener los sonidos el tiempo que quieran, son los de cuerda con arco, como el violn.Propiedades del Sonido

Propiedades del SonidoLos armnicosLos armnicos son frecuencias a diferentes mltiplos de la frecuencia fundamental.Fundamentalprimer armnicosegundo armnicoTercer armnicoCuarto armnicoQuinto armnicoSexto armnicoFrecuenciaFundamentalDos veces la frecuenciaTres veces la frecuenciaCuatro veces la frecuenciaCinco veces la frecuenciaSeis veces la frecuenciaSiete veces la frecuencia

AcsticaLa acstica es una rama de la fsica que estudia el sonido y tambin el infrasonido y el ultrasonido, es decir ondas mecnicas que se propagan a travs de un medio elstico (tanto slida como lquida o gaseosa).

Las ondas sonoras no se propagan en el vaco.

A efectos prcticos, la acstica estudia la intensidad, comportamiento de reas y volmenes para sonidos, produccin, transmisin, almacenamiento, percepcin o reproduccin del sonido y la interaccin con los humanos y en la actualidad con animales. La ingeniera acstica es la rama de la ingeniera que trata de las aplicaciones tecnolgicas de la acstica.

La acstica considera al sonido como una vibracin mecnica sobre un medio elstico que se propaga generalmente en el aire a una velocidad de unos 343 m/s (aproximadamente 1 Km. cada 3 segundos), 1.235 Km/h en condiciones normales de presin y temperatura (1 atm y 20C).Acstica343 m/s1.235 Km/h

AcsticaPrimeros trabajos

La Acstica tiene su origen en la Antigua Grecia y Roma, entre los siglos VIAC. y IDC. Comenz con la msica, que se vena practicando como arte desde haca miles de aos, pero no haba sido estudiada de forma cientfica hasta que Pitgoras se interes por la naturaleza de los intervalos musicales. Quera saber por qu algunos intervalos sonaban ms bellos que otros, y lleg a respuestas en forma de proporciones numricas.

Aristteles (384 a 322a.C..) comprob que el sonido consista en contracciones y expansiones del aire "cayendo sobre y golpeando el aire prximo", una buena forma de expresar la naturaleza del movimiento de las ondas.

Alrededor del ao 20AC., el arquitecto e ingeniero romano Vitruvio escribi un tratado sobre las propiedades acsticas de los teatros, incluyendo temas como la interferencia, los ecos y la reverberacin; esto supuso el comienzo de la acstica arquitectnica.

La comprensin de la fsica de los procesos acsticos avanz rpidamente durante y despus de la Revolucin Cientfica. Galileo (1564-1642) descubri todas las leyes de la cuerda vibrante, terminando as el trabajo que Pitgoras haba comenzado 2000 aos antes. Galileo escribi "Las ondas son producidas por las vibraciones de un cuerpo sonoro, que se difunden por el aire, llevando al tmpano del odo un estmulo que la mente interpreta como sonido", sentando as el comienzo de la acstica fisiolgica y de la psicolgica.AcsticaDurante el siglo XX aparecieron muchas aplicaciones tecnolgicas del conocimiento cientfico previo. La primera fue el trabajo de Sabine en la acstica arquitectnica, seguido de muchos otros. La acstica subacutica fue utilizada para detectar submarinos en la Primera Guerra Mundial. La grabacin sonora y el telfono fueron importantes para la transformacin de la sociedad global. La medicin y anlisis del sonido alcanzaron nuevos niveles de precisin y sofisticacin a travs del uso de la electrnica y la informtica. El uso de las frecuencias ultrasnicas permiti nuevos tipos de aplicaciones en la medicina y la industria. Tambin se inventaron nuevos tipos de transductores (micrfonos y bocina).

Ramasentre otras:Aeroacstica: generacin de sonido debido al movimiento turbulento del aire. Acstica (fsica): anlisis de los fenmenos sonoros mediante modelos fsicos y matemticos. Acstica arquitectnica: estudio del control del sonido, tanto del aislamiento entre recintos, as como del acondicionamiento acstico (salas de conciertos, teatros, etc.) Psicoacstica: estudia la percepcin del sonido en humanos, la capacidad para localizar espacialmente la fuente de sonido, la calidad observada de los mtodos de compresin de audio y otros efectos sonoros sobre el ser humano. Bioacstica: estudio de la audicin animal (murcilagos, perros, delfines, etc.) Acstica Ambiental: estudio del sonido en exteriores, el ruido ambiental y sus efectos en las personas y la naturaleza, estudio de fuentes de ruido como el trnsito vehicular, ruido generado por trenes y aviones, establecimientos industriales, talleres, locales de ocio y el ruido producido por el vecindario. Acstica subacuatica: relacionada sobre todo con la deteccin de objetos mediante el sonido sonar. Acstica musical: estudio de la produccin de sonido en los instrumentos musicales, y de los sistemas de afinacin de la escala. Electroacstica: estudia el tratamiento electrnico del sonido, incluyendo la captacin (micrfonos y estudios de grabacin), procesamiento (efectos, filtrado comprensin, etc.) amplificacin, grabacin, produccin (altavoces), etc. Acstica fisiolgica: estudio del funcionamiento del aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral del hombre. Acstica fontica: anlisis de las caractersticas acsticas del habla y sus aplicaciones. Macro acstica: estudio de los sonidos extremadamente intensos, como el de las explosiones, turborreactores, entre otros.

AcsticaAeroacstica:Acstica (fsica):Acstica arquitectnica:Psicoacstica:Bioacstica:Acstica Ambiental:Acstica subacuatica:Acstica musical:Electroacstica:Acstica fisiolgica:Acstica fontica:Macro acstica:

Absorcin. La capacidad de absorcin del sonido de un material es la relacin entre la energa absorbida por el material y la energa reflejada por el mismo, cuando el sonido incide sobre el material. Su valor vara entre 0 (toda la energa se refleja) y 1 (toda la energa es absorbida).

Reflexin. Es una propiedad caracterstica del sonido, que a veces se llama eco. El eco se produce cuando un sonido se refleja en un medio ms denso y llega al odo de una persona con una diferencia de tiempo igual o superior a 0,1 segundos, respecto del sonido que recibe directamente de la fuente sonora.

Transmisin.La velocidad con que se transmite el sonido depende, principalmente, de la elasticidad del medio, es decir, de su capacidad para recuperar su forma inicial. El acero es un medio muy elstico, en contraste con la plastilina, que no lo es. Otros factores que influyen son la temperatura y la densidad.

Fenmenos fsicos que afectan a la propagacin del sonido

Refraccin.Cuando un sonido pasa de un medio a otro, se produce refraccin. La desviacin de la onda se relaciona con la rapidez de propagacin en el medio. El sonido se propaga ms rpidamente en el aire caliente que en el aire fro. Es la desviacin que sufren las ondas en la direccin de su propagacin, cuando el sonido pasa de un medio a otro diferente. La refraccin se debe a que al cambiar de medio, cambia la velocidad de propagacin del sonido.

Difraccin o dispersin.Si el sonido encuentra un obstculo en su direccin de propagacin, es capaz de rodearlo y seguir propagndose. La persona B puede escuchar a la persona A, en virtud de que las ondas sonoras emitidas por A rodean el muro y llegan al odo de B.

Difusin.Si la superficie donde se produce la reflexin presenta alguna rugosidad, la onda reflejada no slo sigue una direccin sino que se descompone en mltiples ondas.Fenmenos fsicos que afectan a la propagacin del sonido

La representacin electrnica del sonido, para procesar, transmitir, amplificar, almacenar y un gran numero de otras modificaciones.

y la que yo creo la mas importante reproducirloQue es el Audio?La captacin de sonidos para ser convertidos en audio se realiza con un dispositivo llamado:

Micrfono

MicrfonosSon el dispositivo electro-mecnico que detecta ondas de presin sonora y produce una imagen elctrica de ese sonido.

Se conocen tambin como transductores electroacstico y consisten bsicamente de una membrana parecida en funcionamiento al tmpano del odo humano llamada diafragma y existen diversas tecnologas despus de la membrana para esta conversin.

Existen transductores de tecnologa electromagntica, de variacin de cargas elctricas, variacin en intensidades luminosas y por variacin de presin hidrulica.

Qu es un micrfono?

MicrfonosExisten micrfonos de muchos diferentes tipos y aplicaciones por esto se pueden clasificar de varias formas:

Por el tipo de tecnologa del transductor.Por la direccin en la que reciben las ondas de presin sonoraPor su aplicacinPor su respuesta a las frecuencias acsticas o elctricasPor su tamaoEl elemento transductor sensible de un micrfono se llama elemento o capsula. El micrfono completo incluye una corcaza y es tambin la proteccin de la capsula, en algunas ocasiones contiene un circuito electrnico para adaptar la salida del micrfono al equipo que recibir la seal de audio.

MicrfonosMicrfonos de condensadorMicrfono de condensador electretMicrfono dinmicoMicrfono de cintaMicrfono de carbnMicrfono piezoelctricoMicrfono de fibra pticaMicrfono lserMicrfono liquidoMicrfono MEMSTecnologas de Transductores

MicrfonosMicrfonos de condensadorLos micrfonos de condensador trabajan bajo el principio fsico de los capacitores. Los capacitores son dos placas separadas por una distancia fija, pero si esa distancia varia, provoca que la carga elctrica vare. Se necesita una fuente de voltaje para crear una carga elctrica en el condensador. Cuando un sonido hace que el diafragma vibre, la distancia entre las placas varia, lo que hace que la capacitancia vari, lo que produce es una variacin de voltaje proporcional a la intensidad del sonido.

Los micrfonos de condensador tienen una alta calidad, pero son muy sensibles y se pueden daar con altos niveles de presin sonora.Ondas de SonidoDiafragma(placa Frontal)Placa traseraSalida de sealBatera++Resistencia de carga

MicrfonosMicrfono de condensador electretLos micrfonos electret son un tipo de micrfonos de condensador inventado en los laboratorios Bell en 1962. La batera que se utiliza en los micrfonos de condensador para crear una carga en las placas del capacitor es sustituida por un diafragma fabricado de un material aislante que ha sido cargado permanente.

El nombre viene de electr-ostatico y magn-et (imn); una carga esttica es implantada por un alineamiento de las cargas estticas en el material, de alguna forma como los imanes son alineados en el dominio magntico en una pieza de hierro.Algunos fabricantes los llaman micrfonos de condensador electret y por sus siglas en ingles ECM Construccin

MicrfonosMicrfono de condensador electretDebido a su buena respuesta y fcil fabricacin y por tanto bajo costo, la mayor parte de los micrfonos fabricados en la actualidad son micrfonos electret, se calcula que se fabrican mil millones de unidades anualmente, ya que se utilizan en telfonos celulares, laptops y todos los equipos de consumo domestico y comercial adems de los de uso profesional como los micrfonos lavalier. Como alguna ves los micrfonos electret fueron considerados de baja calidad, ahora pueden competir con los tradicionales micrfonos de condensador en durabilidad y respuesta ultra plana entre otra. Aunque no requieren de un voltaje de polarizacin comnmente utilizan un preamplificador que si requieren voltaje, incorrectamente llamado voltaje de polarizacin. Este preamplificador es alimentado por la fuente phantom. CapsulaV++SalidaCapacitor electretPreampFETFuente Phantom

MicrfonosMicrfono dinmicoCarcazaImnBobinaDiafragmaSalida de AudioLos micrfonos dinmicos trabajan bajo el principio de la induccin electromagntica, utilizando una bobina de alambre de cobre y un imn para crear una seal de audio. La bobina rodea al imn y el diafragma esta pegado a la bobina.

Cuando el diafragma vibra en respuesta a las ondas sonoras, la bobina se mueve hacia delante y hacia atrs. Esto crea una corriente en la bobina, la que es enviada hacia el equipo receptor.

MicrfonosMicrfono de cintaLos micrfonos de cinta utilizan una cinta muy delgada de metal, generalmente corrugada, suspendida dentro del campo magntico de un imn. La cinta esta conectada elctricamente a la salida y las vibraciones dentro del campo magntico generan una seal elctrica proporcional a ese movimiento.

Los micrfonos de cinta son similares a los micrfonos dinmicos en el sentido a que ambos generan audio por medio de induccin magntica.

Este tipo de micrfonos tienen un patrn de captacin desde el frente y tambin por la parte trasera, ya que esta abierto por los dos lados y que se llama patrn Bi-direccional.ImnCinta suspendida

MicrfonosMicrfono de carbnLa placa frontal acta como diafragma y la otra al fondo es fija, cuando la ondas de sonido chocan en la placa frontal la presin en los grnulos cambia, lo que provoca un cambio en la resistencia elctrica entre las placas, a mayor presin, menor resistencia ya que los grnulos esta mas cerca entre si, una corriente elctrica pasa de una placa hacia la otra y los cambios de resistencia dan como resultado cambios en la corriente que se genera.

Este tipo de micrfonos se utilizaron en los telfonos domsticos principalmente hasta los aos 80s del siglo pasado y en la actualidad lo siguen utilizando la mayora de los telfonos pblicos y tambin se utilizan en las diademas de intercom de los camargrafos.Los micrfonos de carbn consisten de dos placas de metal separadas por grnulos de carbn.DiafragmaGrnulos de carbnPlaca fijaBateraSalida de sealPlaca frontal

MicrfonosMicrfono de carbnLa placa frontal acta como diafragma y la otra al fondo es fija, cuando la ondas de sonido chocan en la placa frontal la presin en los grnulos cambia, lo que provoca un cambio en la resistencia elctrica entre las placas, a mayor presin, menor resistencia ya que los grnulos esta mas cerca entre si, una corriente elctrica pasa de una placa hacia la otra y los cambios de resistencia dan como resultado cambios en la corriente que se genera.

Este tipo de micrfonos se utilizaron en los telfonos domsticos principalmente hasta los aos 80s del siglo pasado y en la actualidad lo siguen utilizando la mayora de los telfonos pblicos y tambin se utilizan en las diademas de intercom de los camargrafosLos micrfonos de carbn consisten de dos placas de metal separadas por grnulos de carbn.

MicrfonosMicrfono piezoelctricoUn micrfono piezoelctrico es un micrfono cuyo transductor esta basado en las propiedades de los elementos piezoelctricos. El efecto piezoelctrico es la capacidad de ciertos cristales y algunas cermicas de producir un voltaje cuando son sometidas a presiones mecnicas o sea, convertir vibraciones en seal elctrica.

Es un efecto reversible; una presin mecnica aplicada genera un voltaje elctrico y al revs al aplicar un voltaje cambiara la forma de un slido en una pequea cantidadElemento piezoelctricoContacto metlicoDiafragmasOndas SonorasSalidaTambin se conocen como micrfonos de contacto

MicrfonosMicrfono de fibra pticaLos micrfonos de fibra ptica convierten loas ondas sonoras en una seal elctrica al detectar los cambios de la intensidad luminosa.Durante la operacin, la luz proveniente de una fuente lser conducida por una fibra ptica que ilumina un diafragma de un material que refleja la luz. Las vibraciones de las ondas sonoras sobre el diafragma modulan la intensidad de la luz reflejada en una direccin especifica. La luz modulada es transmitida por una segunda fibra ptica hacia un detector de luz, el cual transforma las variaciones de la luz en una seal de audio

Los micrfonos de fibra ptica no reaccionan a la influencia de campos elctricos o magnticos, electrostticos o radioactivos

Estos micrfonos tienen un gran rango dinmico y en frecuencia, similar a los micrfonos convencionales de alta calidad.

MicrfonosMicrfono lserLos micrfonos lser se utilizan para captar sonido a distancia. Un haz lser se apunta hacia la superficie de una ventana o cualquier otra superficie elstica. Las vibraciones de esta superficie cambian el ngulo en el cual el haz es reflejado y el movimiento del lser en el sensor receptor convierte esas variaciones en una seal de audio

MicrfonosMicrfono liquidoEste tipo de micrfonos existan antes del telfono pero fueron mejorados por Alejandro Graham Bell, que incluan un micrfono de resistencia variable. El transmisor liquido de Bell consista de una copa de metal llena de agua con una pequea porcin de acido sulfrico. La ondas de presin sonora provocaban que el diafragma de moviera forzando que una aguja de hierro se moviera dentro del liquido hacia arriba y abajo. La resistencia elctrica entre el alambre y la copa fuera inversamente proporcional a la cantidad que se sumergiera la aguja dentro del liquido.

Una versin mejorada fue sustituir la aguja de metal por una pequea barra de bronce, este tipo de micrfonos fueron los primeros que se utilizaron en los sistemas telefnicos desarrollados por Graham Bell y utilizado en su primer llamada con su asistente Watson.

En la actualidad no tienen una aplicacin comercial practica.

MicrfonosMicrfono MEMSMicrfonos de Sistemas Micro Electro Mecnicos(Micro electro-Mechanical Systems microphones)Los micrfonos MEMS tambin llamados micrfonos Chip o micrfonos de silicn.

El diafragma sensitivo a la presin sonora esta pegado directamente a un circuito integrado de silicn o Chip con tcnicas MEMS y acompaado de un preamplificador integrado.

La mayora de los micrfonos MEMS son variantes del diseo de los micrfonos de condensador.

Comnmente este tipo de micrfonos tienen integrado dentro del mismo chip un convertidor de anlogo a digital hacindolos ideales para los modernos productos digitales como telfonos celulares LapTops.

Micrfonos

MicrfonosDireccin en la que reciben las ondas de presin sonoraLa direccin en la que los micrfonos reciben las ondas de presin sonora es mas conocida como el patrn de captacin.

Los patrones de captacin estn dibujados en unas cartas que simulan un volumen y que se llaman cartas polares por lo que los patrones de captacin tambin se llaman patrones polaresLa direccionalidad de un micrfono o patrn polar indica que tan sensible es a los niveles de presin sonora que llegan por diferentes direcciones.

Segn el diseo de los micrfonos se orientan para producir su patrn polar ya que algunos micrfonos se pueden colocar hacia arriba y otros de lado.

Dependiendo de la diferentes direcciones en la que captan las ondas de presin sonora, se dividen en los que reciben en todas direcciones y las que los captan mejor en una direccin particular

Micrfonos0-5dB-10dB-15dB-20dB-25dB901803060120150210240300330Direccin en la que reciben las ondas de presin sonoraPatrn Polar270Frente al diafragmaA la derecha del micrfonoAtrs del micrfonoA la izquierda del micrfono

MicrfonosPatrones de captacinLos micrfonos que reciben el sonido en todas las direcciones se conocen como: Omnidireccionales.

Los micrfonos que reciben el sonido mejor en una direccin particular se llaman:direccionalesDentro de los micrfonos direccionales existen los de dos direcciones o bi-direccionales y los unidireccionales que captan las ondas de presin sonora en una direccin especifica.

Estos patrones de captacin de los micrfonos unidireccionales se consideran 5 tipos y son los siguientes:

SubcardioideCardioideSupercardioideHipercardioideDe can o Shotgun

MicrfonosOmnidireccionalesLos micrfonos omnidireccionales tienen una respuesta ideal recibiendo la ondas de presin sonora como si fuera una esfera perfecta en tres dimensionesOmnidirectional-5 dB-10 dB-15 dB-20 dB-25 dB

MicrfonosBi-direccionalesLos micrfonos bi-direccionales tienen la cualidad de recibir las ondas de presin sonora por el frente y por la parte de atrs con la misma intensidad y fidelidad, pero son altamente inmunes a sonidos laterales.Utilizado principalmente en cabinas, raramente en programas en vivoLos micrfonos de cinta son bi-direccionales por su diseo y construccin.

A este patrn se le conoce tambin como patrn de figura de 8 (ocho)Bi-direccional o Figura de 8

MicrfonosUnidireccionalesLos micrfonos unidireccionales tienen una respuesta ideal recibiendo la ondas de presin sonora mejor de frente al diafragma y no tan bien desde los lados o de atrs.Forma basica del CardiodeSubcardioide

Cardioide

Supercardioide

Hipercardioide

Shot gun (can)En la serie de micrfonos cardioides existen cinco variedades partiendo siempre de la forma bsica de este tipo, esto son:

MicrfonosSubcardioidesEn este tipo de patrn de captacin, los micrfonos estn diseados para que no tengan una respuesta ideal para las ondas de presin sonora que le llega desde atrs.SubcardioidePor esto la forma del patrn esta atenuada en la regin de los 180.Subcardioide

Cardioide

Supercardioide

Hipercardioide

Shot gun (can)

MicrfonosCardioidesEl tipo de micrfonos unidireccionales mas comunes son los micrfonos cardioides ya que su nombre proviene de que su patrn de sensitividad tiene la forma de un corazn.CardioideMicrfonos de estas caractersticas son los mas utilizados por cantantes y conductores en eventos con publico ya que tienen un buen rechazo a ondas de presin sonora que provengan desde atrs o los lados Subcardioide

Cardioide

Supercardioide

Hipercardioide

Shot gun (can)

MicrfonosSupercardioideEste tipo de micrfonos son muy parecidos a los cardioides, pero el patrn de captacin en mas direccional y tiene una pequea respuesta a las ondas de presin sonora que llegan desde atrsSupercardioideEstos micrfonos son ideales para podium o mesas de conferencias, coros y algunos instrumentos de percusin como los timbalesSubcardioide

Cardioide

Supercardioide

Hipercardioide

Shot gun (can)

MicrfonosHipercardioideEstos micrfonos son mas direccionales y no reciben ondas de presin sonora de los lados y el lbulo de captacin trasero es mas pequeoHipercardioideLos micrfonos hipercardioides son muy utilizados en cuellos de ganso, tambores de batera, en stands para guitarraSubcardioide

Cardioide

Supercardioide

Hipercardioide

Shot gun (can)

MicrfonosShot Gun (Can)Estos son los micrfonos son los mas direccionales, el lbulo frontal es muy angosto, pero adems de el lbulo trasero tiene dos muy pequeos lateralesShot GunSon los mas utilizados en grabaciones de voz en exteriores con sonidos no deseables, programas en vivo y para sonidos ambientales a distancia, el famoso micrfono BoomSubcardioide

Cardioide

Supercardioide

Hipercardioide

Shot gun (can)

MicrfonosEspecificacionesTipos de micrfonos por su aplicacin, por su respuesta a las frecuencias, por su tamao y se puede agregar otros factores como su encapsulado o el importante factor del precio.

Existen posiblemente cientos de fabricantes de micrfonos, algunos para uso general y otros para propsitos muy especficos, lo que posiblemente existan algunos miles de micrfonos.

Es por eso que se analicen diferentes fabricantes o simplemente confiemos en nuestra experiencia, nos permitira escoger el micrfono adecuado para la aplicacin que necesitemos.

Veamos el siguiente ejemplo.Como se observo en la tabla anterior, se tiene varios parmetros que analizar, veremos con un poco mas de detalle la respuesta en frecuencia y el del nivel de salida.

SennheiserModelPhyElemPatron PolarFreq resp. (Hz)Sensit. @ 1 Pa or 94 dB SPL (mV/dBV)Max SPL (dB)Imped. (ohms) ML means min. loadNoise (dB (A) SPL)Price bandSuggested application & notese602OthDynCd20-16k1 / -60250, 1k MLCKick, bass cab, tuba. Humbucking coil.e602MkIIOthDynCd20-16k1 / -60250, 1k MLCKick, bass cab, tuba. Humbucking coil.e604InsDynCd40-18k1.8 / -55160350, 1k MLBDrums, brass. Mini clip-on.e606OthDynSc40-15k1.5 / -56350, 1k MLBGuitar cab. Side address.e608InsDynSc40-16k0.8 / -62350, 1k MLCWoodwind, brass, drums. Mini gooseneck clip.e609OthDynSc40-16k1.5 / -56350, 1k MLEGuitar cab, toms. Side address.e614CylConSc40-20k3 / -5013950, 1k ML24DDrums overhead, woodwind, string, flute, sax, cymbals, hi-hats.e664CylConCd40-20k32 / -30130200, 1k ML16FDrums overhead, hi-hats, acoustic insts.e825STapDynCd80-15k1.5 / -56350, 1k MLAGeneral stage use.e835TapDynCd40-16k2.7 / -51350, 1k MLAClose vocals.e840TapDynCd40-18k2 / -54350, 1k MLBClose vocals.e845TapDynSc40-16k1.8 / -55350, 1k MLBClose vocals.e855TapDynSc40-18k1.8 / -55350, 1k MLDClose vocals.e865TapConSc40-20k3 / -50150200, 1k MLEVocals. Back electret.e901BndConCd20-20k0.5 / -66154

MicrfonosLas siguientes graficas muestran dos ejemplos de la respuesta en frecuencia de micrfonos con respecto a un nivel que el fabricante obtiene al desarrollar el diseo del micrfono.Respuesta en frecuencia

MicrfonosGraficas de respuestaDe dos micrfonos

Con respecto a los niveles de salida de los micrfonos, estn referenciados a 94 dB de presin sonora y existen micrfonos profesionales que van desde mas o menos los -60 dB hasta los -20 dB, lo que permite a los fabricantes del equipo receptor desarrollar los circuitos para manejar estos niveles y amplificarlos.

Para el nivel de salida de estos equipos receptores si existen normas que se tienen que cumplir y entre mas fielmente respeten las normas de mejor calidad es el equipoMicrfonosNiveles de salida

El acoplamiento de seal de los equipos electrnicos deben de cumplir con un requisito que se llama

Impedancia

Se mide en Ohms

Esto permite la mxima y mejor transferencia de seal.

En el caso de los micrfonos profesionales, esta impedancia es de alrededor de los 150 ohms o un poco masMicrfonosAcoplamiento

Los niveles del audio Los nivel de las seales de audio estn regulados por la relacin de la potencia de salida entre la potencia de referencia.

En el caso de los niveles de audio, la referencia es de los inicios de la telefona a finales del siglo XIX y es:

1 miliwatt con una carga de 600 Ohms0 dB = 0.7746 VRMS Porque estos dB estn referidos a miliwatts se les a agregado una letra m para diferenciarlos de otros dB, por lo que se debe de identificar de la siguiente forma

0 dBm = 0.775 VRMS

Nivel de lnea es un trmino utilizado para hacer referencia al nivel de una seal de audio utilizada para transmitir las seales analgicas entre los diversos equipos de audio, tales como consolas, amplificadores de audio, ecualizadores grficos y paramtricos y cualquier equipo profesional que reciba audio anlogo.Los niveles del audio Niveles de lnea internacionales y sus respectivos voltajes nominalesRelacinVRMS+4 dBu (Profesional, USA)-10 dBV (Audio de consumo)1.2280.3162Nivel de Lnea

Los niveles del audio Como se darn cuenta, las unidades dB tienen dos diferentes letras adjuntas, la letra u en la primer lnea proviene del ingles para descargado unloaded y significa que para estas unidades no se considera la carga de 600 ohms. Y en el segundo caso los db para niveles de audio de uso domestico se realizan en base a voltajes y no en base a potencias , por lo tanto la V significa Volts.

Niveles de lnea internacionales y sus respectivos voltajes nominalesRelacinVRMS+4dBu (Profesional, USA)1.22810dBV (Audio de consumo)0.3162

Audio Los dB son unidades relativas a ciertas aplicaciones especificas y no solamente al audio, aunque inicialmente fue aplicada al audio telefnico. En la actualidad, se tienen unas 25 diferentes aplicaciones de los decibeles, pero para audio se utiliza la de dBu, ya que los equipos anlogos profesionales estn diseados para que tanto, su entrada como su salida cumplan con esta condicin.

El acoplamiento de los equipos actuales estn basados en los decibeles sin carga o descargados y tienen una carga de aproximadamente 10 ohms en la salida contra 10,000 mas ohms de entrada.

Esto permite que se puedan conectar varios equipos a una sola salida sin perdida de nivel apreciable de la salida nica.

Audio Dentro de los equipos anlogos existen consolas de audio, ecualizadores, compresores limitadores, grabadoras de audio y de video, amplificadores y adems obviamente medidores adems de otros equipos, pero en la actualidad todos los equipos son digitales y tanto su entrada como su salida pueden ser digitales y/o analgicas.

Mas adelante se vern los equipos digitales.

Empezaremos por ver las funciones de los equipos genricamente y empezaremos por

CONSOLAS DE AUDIO

Consolas de audio En la actualidad todas las consolas de audio profesionales realizan sus procesos en el mundo digital, con la ventaja es que tienen incorporadas todas las funciones internamente ya que cuando los equipos funcionaban en ambientes analgicos las consolas casi no tenan funciones, ya que muchas de estas se realizaban con equipos externos y de diferente marca.

Desde finales de la poca analgica se fabrican consolas para diferentes funciones y de diferentes capacidades, por ejemplo, antes no existan consolas para sonorizacin y la mayor parte estaban dedicadas para realizar funciones en las estaciones de radio.

Fue a partir de los aos setentas en que las consolas empezaron a especializarse y por tanto a tener mas funciones y a finales del siglo pasado empez a la migracin al mbito digital.

Consolas de audio El tamao de las consolas no es necesariamente fsico, sino que depende de la cantidad de entradas y de las funciones que realice o de la facilidad para operarlas.

Algunas de las diferentes funciones las analizaremos en secciones.

Seccin de entradaSeccin de ecualizacinCompresores limitadoresCompuertasEnrutamientoGanancia de canalSalidasMonitoreoEfectosRetrasos (delays)Reverberacin y EcosArchivos

Consolas de audio Seccin de entradaSe llama as a esta parte de las consolas porque es a donde se conectan las seales de entrada.

Las seales de entrada son de dos tipos:

Nivel de micrfono

Nivel de Lnea

Si en la entrada se conecta un micrfono, se pasa por un control de ganancia, porque los micrfonos no tienen el mismo nivel de salida y de esta formo se le da una ganancia uniforme a cualquier entrada sin importar el tipo de micrfono.

Adems en esta parte, a los micrfonos que utilizan fuente externa, desde aqu se activa la fuente phantom

Consolas de audio Seccin de entradaOtro aditamento comn es un switch que se llama fase y se utiliza cuando una lnea de audio esta mal conectada

Abajo se observa cual es la conexin correcta de una lnea de audio y el comportamiento de la onda del audio

Efecto de Lnea balanceada y desbalanceada

Montaje o Carcaza+GndPin 2 +

Pin 1 GndPin 3 -Conexin de un micrfono

Consolas de audio Seccin de entradaLa otra parte de la seccin de entrada es la de nivel de lnea y en la cual no tiene ningn proceso y entra directo al canal individual.

Existen consolas en donde nada mas tiene un conector de entrada y es donde se conectan tanto micrfonos como nivel de lnea o tambin existen consolas en que son entradas independientes, pero en estos casos nada mas se puede conectar solo una seal porque estas consolas normalmente no cuentan con selector de entrada.

Consolas de audio Seccin de Ecualizacin Que es la ecualizacin?

Es el cambio de amplitud de las frecuencias

La nica forma de cambiar una frecuencia es cambiando su amplitud

Lo normal al modificar la amplitud es que se modifiquen un grupo de frecuencias o lo que es lo mismo que se modifique una regin, centradas en una frecuencia

Existen tres tipos bsicos de ecualizadores:

Controles de Tono

Ecualizadores Paramtricos

Ecualizadores Grficos

Consolas de audio Seccin de EcualizacinControles de Tono

Los controles de tono normales llamados control de graves y control de agudos, son dispositivos que tienen un gran efecto en los extremos de loas frecuencias de audio, esto es las frecuencias muy bajas y las frecuencias muy altas

Las frecuencias muy bajas van desde los 20 Hz hasta aproximadamente los 250 Hz

Las frecuencias muy altas van aproximadamente de los 10,ooo Hz hasta los 20,000 HzStandard bass and treble tone controls are broadband devices that have the greatest effect at the frequency extremes - that is, the highest highs and the lowest lows

Nveles de lnea internacionales y sus respectivos voltajes nominalesRelacinVRMS+4dBu (Profesional, USA)1.22810dBV (Audio de consumo)0.3162

MicrfonosPatrones de captacinCardioideSupercardioide

MicrfonosHypercardioideShotgun(caon)Patrones de captacin

The signal from a ribbon microphone is generated as a motional voltage; the movement of the ribbon in the magnetic field generates a voltage proportional to the velocity of the ribbon.

Ondas de SonidoDiafragma(placa Frontal)Placa traseraSalida de sealBatera++Resistencia de carga

Cross-Section of a Typical Condenser Microphone

SalidaBi-direccional o Figura de 8

CarcazaImnBobinaDiafragmaSalida de Audio

SN

Micrfono de condensador electretCapsulas de microfonos de condensador Electret

Que es el Audio?La captacin de sonidos para ser convertidos en audio se realiza con un dispositivo llamado:

Micrfono

La representacin electrnica del sonido, para procesar, transmitir, amplificar, almacenar y un gran numero de otras modificaciones.

y la que yo creo la mas importante reproducirlo

Cardioide

0-5dB-10dB-15dB-20dB-25dB902701803060120150210240300330

MicrfonosElectricidadEjercicioLa referencia de la seal de audio es de 1 mW a 600 W.

Cul es el voltaje?

Utilizando W = E2 R

DespejandoW R = E2

E = W R

SustituyendoE = 0.001 600

E = 0.6

W=E2R

p

Electricidad

ElectricidadImnImnEJE DE GIRO DE LA TURBINAA las lneas de transmisinDireccin de la corriente elctricaBobina de alambre giratoriaTURBINA GENERADORAPolo NortePolo Sur

0,301029995663981195213738894724490,477121254719662437295027903255120,602059991327962390427477789448990,698970004336018804786261105275510,778151250383643632508766797979610,84509804001425683071221625859264

MicrfonosGraficas de respuestaDe dos micrfonosFrecuencia (KHz)0.020.050.10.20.30.50.711.52357101620Frecuencia (KHz)0.020.050.10.20.30.50.711.52357101620Oktava 319 Shure SM58

+Barra de hierro sin imantarBobina de alambre de cobreCampo MagnticoLneas de fuerzaDireccin de las lneas de fuerzaNSPolos MagnticosEl resultado es unImnMagnetismo

MagnetismoLos polos magnticos?Polo SurPolo Norte

Magnetismo +

Magnetismo

MagnetismoMontaje o Carcaza+GndPin 2 +

Pin 1 GndPin 3 -

Magnetismo

Las mediciones de los sonidos

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