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El sonido es una onda mecánica longitudinal. Por onda mecánica entendemos que se produce a partir del movimiento de algún medio material, como aire, agua, tierra, acero, etc. Las ondas tienen la interesante característica de transportar energía sin transportar materia. Piense en un barco en medio de un lago tranquilo, sin corriente: las olas solo producen el movimiento de arriba y abajo del barco, sin arrastrarlo.
Energía y Poder
La energía de una onda igual es la energía cinética del medio material que se mueve para transmitirla. La potencia es la cantidad de energía transferida por unidad de tiempo, es decir:
Donde E es energía en vatios (W);
Δt es el cambio de tiempo en segundos (s).
Intensidad
Una medida un poco más intuitiva es la intensidad. Cuando decimos que la música que suena en la casa del vecino es “fuerte” o le pedimos al DJ que “suba” el sonido de la fiesta, en realidad nos estamos refiriendo a la intensidad del audio. Otra característica importante es la frecuencia, medida en hercios. La frecuencia está relacionada con las notas musicales: cuanto más alta es la nota, más alta es la frecuencia y más alta la música, más baja es la nota, más baja es la frecuencia y más baja la música. Por eso no podemos confundir altura con intensidad.
La intensidad (I) de las ondas sonoras que atraviesan una sección del área A se puede calcular con la ecuación:
Donde E es energía en vatios (W);
A es el área en metros cuadrados (m²);
Δt es la variación de tiempo.
La intensidad se mide se mide en W / m².
Entonces, de las dos ecuaciones tenemos que:
Donde P es la potencia de audio, en Watts (W);
I es la intensidad en W / m²;
A es el Área en m².
La intensidad más baja que puede oír un ser humano es 10-12 W / m². Al alejarnos de la fuente sonora, la intensidad (o nivel sonoro) se reduce logarítmicamente, por lo que también podemos calcular el nivel sonoro (B) mediante la ecuación:
Donde B es la intensidad del sonido en Bells (B). Para la mayoría de los valores que se encuentran en nuestra vida diaria, 1 Bel es un valor muy alto. Entonces, la unidad más utilizada es el decibel (dB) donde 1B = 10dB.
Potencia RMS
En los sistemas de audio electrónicos, es común utilizar la potencia RMS como medida. Esta potencia se calcula en base a la tensión y corriente que pasa por la carga, dando como resultado un valor medio, ya que el sonido se produce con corrientes con gran variación. Este cálculo se puede realizar mediante:
P = VRMS . IRMS
Donde P es la potencia RMS media;
V es el voltaje RMS promedio;
I es la corriente RMS media.
Poder de PMPO
La mayoría de los equipos de audio que se encuentran en el comercio minorista tienen la potencia PMPO (Peak Music Power Output). Esta medida tiene en cuenta valores instantáneos de potencia máxima, que no siempre son medidas fiables para comparar diferentes equipos, pero tiene la clara ventaja comercial de alcanzar valores numéricamente mayores.
Fuentes:
Luiz, Adir Moyses. Colección física 2 Gravitación, ondas y termodinámica.
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Acustica/intensidade.php
