FÍSICA - CANTIDADES FÍSICAS

 admisión es una medida de la facilidad con que un circuito o dispositivo permitirá que fluya una corriente. Se define como el recíproco de impedancia . La unidad de admisión del SI es los siemens(símbolo S); la unidad más antigua, sinónimo, es mho , y su símbolo es (un omega Ω en mayúsculas al revés). Oliver Heaviside acuñó el término admisión en diciembre de 1887. ^[1]

La admisión se define como

$${\ displaystyle Y \ equiv {\ frac {1} {Z}} \,}

dónde

Y es la admisión, medida en siemens.

Z es la impedancia , medida en ohmios.

La resistencia es una medida de la oposición de un circuito al flujo de una corriente constante, mientras que la impedancia tiene en cuenta no solo la resistencia sino también los efectos dinámicos (conocidos como reactancia). Del mismo modo, la admisión no solo es una medida de la facilidad con que puede fluir una corriente constante, sino también los efectos dinámicos de la susceptibilidad del material a la polarización:

$${\ displaystyle Y = G + jB \,}

dónde

• $${\ displaystyle Y} Es la admisión, medida en siemens.
• $${\ displaystyle G}Es la conductancia , medida en siemens.
• $${\ displaystyle B}Es la susceptancia , medida en siemens.
• $${\ displaystyle j ^ {2} = - 1}

La conversión de la impedancia a la admisión [ editar ]

Partes de este artículo o sección se basan en el conocimiento del lector de la compleja representación de impedancia de los condensadores e inductores y en el conocimiento de la representación de señales en el dominio de la frecuencia .

La impedancia, Z, se compone de partes reales e imaginarias,

$${\ displaystyle Z = R + jX \,}

dónde

• R es la resistencia , medida en ohmios.
• X es la reactancia , medida en ohmios.

$${\ displaystyle Y = Z ^ {- 1} = {\ frac {1} {R + jX}} = \ left ({\ frac {1} {R ^ {2} + X ^ {2}}} \ right ) \ left (R-jX \ right)}

La admisión, al igual que la impedancia, es un número complejo, formado por una parte real (la conductancia, G ) y una parte imaginaria (la susceptancia, B ), por lo tanto:

$${\ displaystyle Y = G + jB \, \!}

donde G (conductancia) y B (susceptancia) están dados por:

{\ displaystyle {\ begin {alineado} G & = \ Re (Y) = {\ frac {R} {R ^ {2} + X ^ {2}}} \\ B & = \ Im (Y) = - {\ frac {X} {R ^ {2} + X ^ {2}}} \ end {alineado}}}

La magnitud y fase de la admisión están dadas por:

{\ displaystyle {\ begin {alineado} \ left | Y \ right | & = {\ sqrt {G ^ {2} + B ^ {2}}} = {\ frac {1} {\ sqrt {R ^ {2 } + X ^ {2}}}} \\\ ángulo Y & = \ arctan \ left ({\ frac {B} {G}} \ right) = \ arctan \ left (- {\ frac {X} {R} } \ derecha) \ end {alineado}}}

dónde

• G es la conductancia , medida en siemens.
• B es la susceptancia , también se mide en siemens.

Tenga en cuenta que (como se muestra arriba) los signos de reactancia se invierten en el dominio de admitancia; es decir, la susceptancia capacitiva es positiva y la susceptibilidad inductiva es negativa.

Admisión de derivación en el modelado de sistemas de energía eléctrica [ editar ]

En el contexto del modelado eléctrico de transformadores y líneas de transmisión, los componentes de derivación que proporcionan caminos de menor resistencia en ciertos modelos generalmente se especifican en términos de su admisión. Cada lado de la mayoría de los modelos de transformadores contiene componentes de derivación que modelan la corriente de magnetización y las pérdidas del núcleo. Estos componentes de derivación se pueden referenciar en el lado primario o secundario. Para un análisis simplificado del transformador, se puede descuidar la admisión de elementos de derivación. Cuando los componentes de la derivación tienen efectos no despreciables en el funcionamiento del sistema, se debe considerar la admisión de la derivación. En el diagrama a continuación, todas las admitancias de derivación se refieren al lado primario. Los componentes reales e imaginarios de la admisión en derivación, la conductancia y la susceptancia están representados por Gc y B, respectivamente.

^[2]

Las líneas de transmisión pueden abarcar cientos de kilómetros, sobre los cuales la capacitancia de la línea puede afectar los niveles de voltaje. Para el análisis de líneas de transmisión de longitud corta, que se aplica a líneas de menos de 80 kilómetros, esta capacitancia puede ignorarse y los componentes de derivación no son necesarios en el modelo. Las líneas entre 80 y aproximadamente 250 kilómetros, generalmente consideradas en la categoría de línea media, contienen una admisión en derivación gobernada por

$${\ displaystyle Y = yl = j \ omega Cl}

dónde

Y - admisión total de derivación

y - admisión por derivación por unidad de longitud

l - longitud de la línea

C - capacitancia de línea

^[3]

 módulo agregado (Ha) es una medida de la rigidez de un material en equilibrio cuando el fluido ha dejado de fluir a través de él. El módulo agregado se puede calcular a partir del módulo de Young (E) y la relación de Poisson (v).

$${\ displaystyle Ha = E (1-v) / [(1 + v) (1-2v)]}

El módulo agregado de un espécimen similar se determina a partir de una configuración de prueba de deformación unidireccional , es decir, el único componente de deformación no cero es E ₁₁ , a diferencia del módulo de Young, que se determina a partir de una configuración de prueba de carga unidireccional , es decir, la única componente de esfuerzo que no sea cero es, por ejemplo, en el correo ₁ dirección. En esta prueba, el único componente que no es cero del tensor de tensión es T ₁₁ .

 amplitud de una variable periódica es una medida de su cambio en un período único (como el tiempo o el período espacial ). Hay varias definiciones de amplitud (ver más abajo), que son todas funciones de la magnitud de la diferencia entre los valores extremos de la variable . En textos más antiguos, la fase a veces se llama amplitud.

Definiciones [ editar ]

Una curva sinusoidal

1. Amplitud de pico ($${\ displaystyle \ scriptstyle {\ hat {U}}})
2. Amplitud pico a pico ($${\ displaystyle \ scriptstyle 2 {\ hat {U}}})
3. Media cuadrada de la raíz ($${\ displaystyle \ scriptstyle {\ hat {U}} / {\ sqrt {2}}})
4. Periodo de onda (no una amplitud)

Amplitud pico a pico[ editar ]

La amplitud pico a pico es el cambio entre el pico (valor de amplitud más alto) y el canal (el valor de amplitud más bajo, que puede ser negativo). Con los circuitos apropiados, las amplitudes pico a pico de las oscilaciones eléctricas se pueden medir en metros o viendo la forma de onda en un osciloscopio . Pico a pico es una medida sencilla en un osciloscopio, los picos de la forma de onda son fácilmente identificables y medidos contra la retícula . Esta sigue siendo una forma común de especificar la amplitud, pero a veces otras medidas de amplitud son más apropiadas.

Amplitud pico [ editar ]

En las mediciones de sistemas de audio , telecomunicaciones y otras áreas donde el mensurando es una señal que oscila por encima y por debajo de un valor de referencia pero no es sinusoidal , a menudo se usa la amplitud de pico. Si la referencia es cero, este es el valor absoluto máximo de la señal; si la referencia es un valor medio ( componente de CC ), la amplitud de pico es el valor absoluto máximo de la diferencia de esa referencia.

Semi-amplitud [ editar ]

Semi-amplitud significa 1/2 (la mitad) de la amplitud pico a pico. ^[2] Algunos científicos ^[3] utilizan la amplitud o la amplitud máxima para significar la semiamplitud.

Es la medida más utilizada de la oscilación orbital en astronomía y la medición de semiamplitudes de pequeña velocidad radial de estrellas cercanas es importante en la búsqueda de exoplanetas (ver espectroscopia Doppler). ^[4]

Root Mean Square amplitud [ editar ]

Más información: RMS de formas de onda comunes.

La amplitud del cuadrado medio de la raíz (RMS) se usa especialmente en ingeniería eléctrica : el RMS se define como la raíz cuadrada de la media a lo largo del tiempo del cuadrado de la distancia vertical de la gráfica desde el estado de reposo; ^[5] es decir, el RMS de la forma de onda de CA (sin componente de CC ).

Para formas de onda complicadas, especialmente señales no repetitivas como el ruido, la amplitud de RMS se usa generalmente porque no es ambigua y tiene importancia física. Por ejemplo, la potencia promedio transmitida por una onda acústica o electromagnética o por una señal eléctrica es proporcional al cuadrado de la amplitud RMS (y no, en general, al cuadrado de la amplitud máxima). ^[6]

Para la corriente eléctrica de corriente alterna , la práctica universal es especificar los valores RMS de una forma de onda sinusoidal. Una propiedad de las tensiones y corrientes medias cuadradas de la raíz es que producen el mismo efecto de calentamiento que la corriente continua en una resistencia dada.

El valor de pico a pico se utiliza, por ejemplo, al elegir rectificadores para fuentes de alimentación o al estimar la tensión máxima que debe soportar el aislamiento. Algunos voltímetros comunes están calibrados para amplitud RMS, pero responden al valor promedio de una forma de onda rectificada. Muchos voltímetros digitales y todos los medidores de bobina móvil están en esta categoría. La calibración RMS solo es correcta para una entrada de onda sinusoidal, ya que la relación entre los valores pico, promedio y RMS depende de la forma de onda . Si la forma de onda que se mide es muy diferente de una onda sinusoidal, la relación entre RMS y el valor promedio cambia. Los medidores que responden a RMS verdaderos se usaron en radiofrecuenciaMediciones, donde los instrumentos midieron el efecto de calentamiento en una resistencia para medir la corriente. La llegada de medidores controlados por microprocesador capaces de calcular RMS mediante el muestreo de la forma de onda ha hecho que la verdadera medición de RMS sea un lugar común.

Ambigüedad [ editar ]

En general, el uso de la amplitud de pico es simple y no ambiguo solo para ondas periódicas simétricas, como una onda sinusoidal, una onda cuadrada o una onda triangular. Para una onda asimétrica (pulsos periódicos en una dirección, por ejemplo), la amplitud máxima se vuelve ambigua. Esto se debe a que el valor es diferente dependiendo de si la señal positiva máxima se mide en relación con la media, la señal negativa máxima se mide en relación con la media, o la señal positiva máxima se mide en relación con la señal negativa máxima (el pico a - amplitud del pico ) y luego dividido por dos. En ingeniería eléctrica, la solución habitual a esta ambigüedad es medir la amplitud a partir de un potencial de referencia definido (como la tierrao 0 V). Estrictamente hablando, esto ya no es amplitud ya que existe la posibilidad de que se incluya una constante ( componente de CC ) en la medición.

Amplitud de pulso [ editar ]

En las telecomunicaciones , la amplitud de pulso es la magnitud de un parámetro de pulso , como el nivel de voltaje , el nivel de corriente , la intensidad de campo o el nivel de potencia .

La amplitud del pulso se mide con respecto a una referencia específica y, por lo tanto, debe ser modificada por calificadores, como promedio , instantáneo , pico o raíz cuadrada .

La amplitud del pulso también se aplica a la amplitud de envolventes de formas de onda moduladas en frecuencia y en fase . ^[7]

La representación formal [ editar ]

En esta simple ecuación de onda.

$${\ displaystyle x = A \ sin (\ omega [tK]) + b \,}

• $${\ displaystyle A}es la amplitud (o amplitud pico ),
• $${\ displaystyle x} es la variable oscilante,
• $${\ displaystyle \ omega}es la frecuencia angular ,
• $${\ displaystyle t} es hora,
• $${\ displaystyle K} y $${\ displaystyle b} Son constantes arbitrarias que representan las compensaciones de tiempo y desplazamiento respectivamente.

Unidades [ editar ]

Las unidades de la amplitud dependen del tipo de onda, pero siempre están en las mismas unidades que la variable oscilante. Una representación más general de la ecuación de onda es más compleja, pero el papel de la amplitud sigue siendo análogo a este simple caso.

Para ondas en una cuerda , o en un medio como el agua , la amplitud es un desplazamiento .

La amplitud de las ondas de sonido y las señales de audio (que se relacionan con el volumen) se refieren convencionalmente a la amplitud de la presión del aire en la onda, pero a veces se describe la amplitud del desplazamiento (movimientos del aire o del diafragma de un altavoz ). El logaritmo del cuadrado de amplitud se suele citar en dB , por lo que una amplitud nula corresponde a - ∞  dB. La sonoridad está relacionada con la amplitud y la intensidad y es una de las cualidades más sobresalientes de un sonido, aunque en general los sonidos se pueden reconocer independientemente de la amplitud.. El cuadrado de la amplitud es proporcional a la intensidad de la onda.

Para la radiación electromagnética , la amplitud de un fotón corresponde a los cambios en el campo eléctrico de la onda. Sin embargo, las señales de radio pueden ser transportadas por radiación electromagnética; la intensidad de la radiación ( modulación de amplitud ) o la frecuencia de la radiación ( modulación de frecuencia ) se oscila y luego las oscilaciones individuales se varían (modulan) para producir la señal.

Envolventes de amplitud transitoria [ editar ]

Una amplitud de estado estable permanece constante durante el tiempo, por lo tanto está representada por un escalar. De lo contrario, la amplitud es transitoria y debe representarse como una función continua o un vector discreto. Para el audio, el modelo de envolventes de amplitud transitoria es mejor porque muchos sonidos comunes tienen un ataque, decaimiento, sostenido y liberación de sonoridad transitoria.

A otros parámetros se les pueden asignar envolventes de amplitud transitoria o estado estable: modulación de amplitud / frecuencia alta / baja, ruido gaussiano, armónicos, etc. ^[8]

Normalización de amplitud [ editar ]

Con formas de onda que contienen muchos armónicos, se pueden lograr timbres transitorios complejos asignando cada armónico a su propia envolvente de amplitud transitoria distinta. Desafortunadamente, esto también tiene el efecto de modular la intensidad del sonido. Tiene más sentido separar la sonoridad y la calidad armónica para que sean parámetros controlados de forma independiente entre sí.

Para hacerlo, las envolventes de amplitud armónica se normalizan fotograma a fotograma para convertirse en envolventes de proporción de amplitud , donde en cada trama todas las amplitudes armónicas se sumarán al 100% (o 1). De esta manera, el envolvente principal de control de sonoridad se puede controlar limpiamente. ^[8]

En Reconocimiento de sonido, la normalización de amplitud máxima se puede usar para ayudar a alinear las características armónicas clave de 2 sonidos similares, lo que permite que se reconozcan timbres similares independientemente de la sonoridad.