Física: Niveles de presión sonora, átomos y electricidad

Niveles de Presión Sonora

Unidades de medida

• Nivel de presión sonora: dBSPL = 20 log (SPL/0,00002 Pa)
• Nivel de intensidad sonora: dBIL = 10 log (Int./1 x 10^-12)
• Nivel de potencia acústica: dBW = 10 log (W/1 x 10^-12)
• dBu: 20 log (V/0,775 V)
• dBV: 20 log (V/1 V)
• dBW: 10 log (W/1 W)
• dBm: 10 log (W/0,001 W)
• Ganancia de voltaje (dBV): 20 log (V_salida/V_entrada)

Estructura Atómica

La materia está construida por átomos, compuestos de partículas subatómicas organizadas en un núcleo (protones con carga positiva y neutrones sin carga) y una corteza (electrones con carga negativa).

Los átomos pueden ser estables (mismo número de protones y electrones) o inestables (diferente número). Si tiene menos electrones, es un ion positivo. Si tiene más electrones, es un ion negativo.

Los átomos buscan la estabilidad; por eso, los átomos contiguos ceden o comparten electrones para lograr el equilibrio, creando una cascada de electrones en movimiento que genera corriente eléctrica. La última capa de electrones se llama capa de valencia. Los electrones perdidos se llaman electrones libres.

Conductores, Aislantes y Semiconductores

• Conductores: Tienen pocos electrones que se desprenden fácilmente, dejando la capa de valencia vacía (ej: cobre).
• Aislantes: No permiten el paso de corriente por ser átomos estables (ej: madera, plástico, PVC).
• Semiconductores: Tienen su capa de valencia medio llena, permitiendo o no el paso de corriente según la presión, temperatura, etc. (ej: silicio, germanio, arseniuro).

Energía y Potencia

• Energía (E): Capacidad para realizar un trabajo. Se mide en Julios (J), aunque en electricidad se usa el kW/h (energía que produce una máquina de 1 kW durante 1 hora).
• Potencia (P): Se mide en vatios (W).

Ley de Coulomb

Explica la interacción entre cargas eléctricas.

• Carga eléctrica: Q
• Unidad de carga eléctrica: C (culombio). 1 C = 6,24 x 10¹⁸ electrones.

La fuerza (F, en Newton) con la que se atraen o repelen dos partículas cargadas se calcula con:

F = k (9 x 10⁹) x (Q₁ x Q₂)/d²

Donde:

• k es la constante de Coulomb
• Q₁ y Q₂ son las cargas en culombios
• d es la distancia entre las cargas en metros

Intensidad de Campo Eléctrico

E = F/Q

Diferencia de Potencial

U (V) = E (N/C) x D (m)

Intensidad de Corriente

I (A) = Q/t

Resistencia

R (Ω) = ρ (resistividad) x l (longitud)/s (sección)

Tipos de Corriente

• Corriente continua (CC): Flujo de electrones constante.
• Corriente alterna (CA): Cambio de polaridad en el flujo de electrones. Puede ser:
  • Monofásica: Un conductor compuesto por tres hilos (fase, neutro y tierra). Es la electricidad doméstica.
  • Trifásica: Para instalaciones de gran consumo. Tiene tres fases independientes con una tensión de 230 V (R, S, T o L1, L2, L3), un conductor de tensión 0 V y un conductor a tierra. Cada fase tiene una diferencia de 120 grados respecto al anterior. Se genera mediante un imán que gira en un generador, induciendo magnetismo y creando corriente en cada bobina.