- Esta página trata sobre guías de ondas para acústica y sonido; para otros tipos de guías de ondas, consulte Guía de ondas
Una guía de ondas acústicas es una estructura física para guiar ondas sonoras .
Ejemplos
Un ejemplo podría ser un tubo parlante utilizado a bordo de los barcos para la comunicación entre cubiertas. Otros ejemplos incluyen el pasaje trasero en una caja de altavoz de línea de transmisión , el canal auditivo o un dispositivo como un estetoscopio . El término también se aplica a ondas guiadas en sólidos.
Un conducto para la propagación del sonido también se comporta como una línea de transmisión (por ejemplo, conducto de aire acondicionado, silenciador de automóvil, etc.). [1] [2] El conducto contiene algún medio , como aire , que admite la propagación del sonido. Su longitud es típicamente alrededor de un cuarto de la longitud de onda que está destinada a ser guiada, pero las dimensiones de su sección transversal son más pequeñas que esto. El sonido se introduce en un extremo del tubo obligando a que la presión varíe en la dirección de propagación, lo que hace que un gradiente de presión viaje perpendicular a la sección transversal a la velocidad del sonido.. Cuando la onda llega al final de la línea de transmisión, su comportamiento depende de lo que esté presente al final de la línea. Hay tres escenarios generalizados:
Una carga de baja impedancia (por ejemplo, dejar el extremo abierto al aire libre) provocará una onda reflejada en la que el signo de la variación de presión se invierte, pero la dirección de la onda de presión permanece igual.
Una carga que coincide con la impedancia característica (definida a continuación) absorberá completamente la onda y la energía asociada a ella. No se producirá ningún reflejo .
Una carga de alta impedancia (por ejemplo, al tapar el final de la línea) provocará una onda reflejada en la que la dirección de la onda de presión se invierte pero el signo de la presión permanece igual.
Dado que una línea de transmisión se comporta como un modelo de cuatro terminales, no se puede realmente definir o medir la impedancia de un componente de la línea de transmisión. Sin embargo, se puede medir su impedancia de entrada o salida. Depende del área de la sección transversal y la longitud de la línea, la frecuencia del sonido y la impedancia característica del medio de propagación del sonido dentro del conducto. Solo en el caso excepcional de un tubo de extremo cerrado (en comparación con un cortocircuito eléctrico), la impedancia de entrada podría considerarse como una impedancia de componente.
Cuando una línea de transmisión de longitud finita no coincide en ambos extremos, existe la posibilidad de que una onda rebote hacia adelante y hacia atrás muchas veces hasta que sea absorbida. Este fenómeno es una especie de resonancia y tenderá a atenuar cualquier señal enviada a la línea.
Cuando este efecto de resonancia se combina con algún tipo de mecanismo de retroalimentación activa y entrada de potencia, es posible configurar una oscilación que puede usarse para generar señales acústicas periódicas como notas musicales (por ejemplo, en un tubo de órgano).
Sin embargo, la aplicación de la teoría de las líneas de transmisión rara vez se utiliza en acústica . Se utiliza un modelo equivalente de cuatro terminales que divide las ondas aguas abajo y aguas arriba. Esto facilita la introducción de características acústicas medibles físicamente, coeficientes de reflexión , constantes del material de aislamiento , la influencia de la velocidad del aire en la longitud de onda (número de Mach), etc. Este enfoque también elude conceptos teóricos poco prácticos, como la impedancia acústica de un tubo, que no es medible debido a su interacción inherente con la fuente de sonido y la carga del componente acústico.
Notas
Ver también
- Línea de transmisión acústica : un tipo de tecnología utilizada en algunos altavoces y basada en los principios de una guía de ondas acústicas.
Referencias
Bibliografía
- Morse, PM, Vibración y sonido, McGraw Hill, 1948, NYC, NY.
- Pierce, AD, Acústica: Introducción a sus principios y aplicaciones físicos, McGraw Hill, 1981, NYC, NY.
