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Cuantificación del sonido. Intensidad física y sensación sonora. Decibelio.

Decibelio

Las variaciones de intensidad sonora que puede percibir el oído humano pueden comprender una amplísima gama de niveles sonoros, con una relación entre los niveles más débiles y fuertes de más de 1.000.000 de veces.

El valor umbral de audición (punto más bajo de audición) se define como el valor mínimo de presión sonora o acústica que origina en el oído humano una sensación auditiva. El valor umbral de dolor corresponde al máximo valor de presión sonora que el oído humano puede soportar sin sufrir sensaciones dolorosas. Se entiende por presión sonora las variaciones de presión que producen las ondas sonoras al desplazarse por el aire o medio denso y elástico, ejerciendo una determinada fuerza (el aire que empuja al comprimirse a otras moléculas próximas) sobre cada centímetro cuadrado de superficie. Estas variaciones de presión son muy pequeñas comparadas con la presión atmosférica. Por lo cual se superponen a la presión atmosférica. La unidad de referencia de la presión es la DINA o el pascal.

El valor umbral que da sensación auditiva toma un valor de: 0´00002 Pa = 20µPa

- 5 2 - 5 Presión umbral = 2 x 10 N / m = 2 x 10 pascales

El belio es una unidad muy grande y por eso se recurre a una unidad llamada decibelio “dB” decima parte del belio y nos da una relación entre logaritmos en base diez de la relación entre dos potencias sonoras o intensidades sonoras. El valor de 0 dB corresponde al umbral de audición y equivale a una presión sonora de 20 uPa. Por otro lado, el umbral de dolor se situaría en torno a los 120 dB que corresponden a 20 Pa. Estos dos valores están definidos para una frecuencia de 1000Hz.

-12 NIS=SIL =>Nivel intensidad sonora =>10 log I/10 = 120 +10log I * " El resultado sera en dB"

NPS=SLP => Presion sonora => 20 log P/2x0´0001 *" El resultado sera en Pa"

Propagación del sonido

El sonido que emana de una fuente sonora puntual se propaga alejándose de ella en forma de ondas esféricas a una velocidad de 340 m/s, cuyo centro es el de la propia fuente que lo origina "altavoces, bocinas"pero, en realidad, no todas las fuentes sonoras son puntuales, por ejemplo "el sonido producido por los coches que circulas por una autopista", en este último caso sería producido por una fuente lineal y sus ondas se propagan en forma cilíndrica

forma esferica	forma lineal
cuando se propaga en forma de esferas concéntricas, con centro en la fuente sonora. Al alejarnos de la fuente sonora el sonido se atenúa gradualmente, a razón de – 6 dB cuando se duplica la distancia al foco sonoro si se trata de una fuente puntual.	Cuando se propaga siguiendo la trayectoria de un cilindro. Al alejarnos de la fuente sonora el sonido se atenúa gradualmente, a razón de – 3 dB cuando se duplica la distancia al foco sonoro (si se trata de una fuente lineal)

forma esferica

forma lineal

cuando se propaga en forma de esferas concéntricas, con centro en la fuente sonora.

Al alejarnos de la fuente sonora el sonido se atenúa gradualmente, a razón de – 6 dB

cuando se duplica la distancia al foco sonoro si se trata de una fuente puntual.

Cuando se propaga siguiendo la trayectoria de un cilindro.

Al alejarnos de la fuente sonora el sonido se atenúa gradualmente, a razón de – 3 dB cuando se duplica la distancia al foco sonoro (si se trata de una fuente lineal)

La expresión matemática que nos permite obtener este valor de atenuación es:

Fuente puntual: At (atenuación) = 20 Log d (distancia al foco sonoro) (9)

Fuente lineal: At (atenuación) = 10 Log d (distancia al foco sonoro) (10). Ambos resultados vendrán expresados en decibelios.

mediciones la practica

Mediante un amplificador un microfono y un osciloscopio, procederemos a medir una señal sonora producida por una fuente musical y otro producida por nuestra voz.

caracteriticas principales del amplificador: amplificador con entrada normal, no blanceado, cable de apantallamieno simple (un vivo "para el camido de ida". una malla o blindaje que cubre el de ida "para el camino de retorno") de esta forma ninguna interferencia electrica exterior afecta al conductor central, pero si la inteferencia es magnetica si afectará, ya que la malla se comprota como un conductor y no como un blindaje.

Elemento sonoro	Señal de entrada	Señal de salida	frecuencia y amplitud en la salida
			LA (nota musical) 440 Hz amplitud max 15 V
			voz de hombre 543Hz amplitud max 12 V
			voz de mujer 682 Hz amplitud max 18 V