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Los armónicos se han utilizado como base de los diferentes sistemas de afinación como el [[temperamento justo]], o el [[Afinación pitagórica|temperamento pitagórico]]. Se usan para la [[afinación]] de todos los instrumentos musicales, tomando una nota como referencia (dada por un [[diapasón]], por ejemplo) a partir de la cual, y con relación a la [[serie de armónicos]], se pueden afinar las otras, siguiendo las proporciones del [[Temperamento (música)|temperamento]] deseado. |
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Revisión del 01:35 23 feb 2010
En dinámica de sistemas, un armónico es el resultado de una serie de variaciones adecuadamente acomodadas en un rango o frecuencia de emisión, denominado paquete de información. Dichos paquetes configuran un ciclo que, adecuadamente recepcionado, suministra a su receptor la información de como su sistema puede ofrecer un orden capaz de dotar al medio en el cual expresa sus propiedades de una armonía. El armónico, por lo tanto es dependiente de una variación u onda portadora.
Naturaleza
La energía se puede definir como la capacidad de realizar un trabajo. La mínima expresión de trabajo es el movimiento. Para que exista movimiento debe existir un sistema de referencia desde el cual se perciba el diferencial. Dicho diferencial es el resultado de la variación en el medio, que bien puede manifestarse en forma de entropía o neguentropía. Ambas formas portan una huella única, en la que porta información de: Tiempo en la cual se formó, paquetes capaces de provocar movimiento, coherencia en la transacción de cargas y otros datos afines al medio: Todo esto da forma al armónico.
Representaciones
En acústica y telecomunicaciones, un armónico de una onda es un componente sinusoidal de una señal. Su frecuencia es un múltiplo de la fundamental. La amplitud de los armónicos más altos es mucho menor que la amplitud de la onda fundamental y tiende a cero; por este motivo los armónicos por encima del quinto o sexto generalmente son inaudibles. El concepto y la existencia de armónicos tiene su fundamento matemático en la teoría de las series de Fourier. Una de las obras clave en el desarrollo de acústica es el libro del físico Helmholtz On the sensations of tone, obra en la que describe minuciosamente sus experimentos pioneros en la determinación de los armónicos basándose en su audición mediante el diseño de aparatos resonadores y otros instrumentos.
Acústica
Los armónicos son los que generan el timbre característico de una fuente de sonido (ya sea una voz humana, un instrumento musical, etc.). Son los que permiten diferenciar un tipo de instrumento de otro, o reconocer el timbre de la voz de una persona.
Los armónicos más altos son inaudibles, y lo que da diferentes timbres a diferentes instrumentos es la amplitud y la ubicación de los primeros armónicos y los parciales. Y las diferentes trayectorias de las ondas sonoras de dos instrumentos tocando al unísono es lo que permite al oyente percibirlos como dos instrumentos separados.
Por ejemplo, si dos instrumentos ejecutaran la nota do3 (la tecla blanca central de un piano, aunque musicalmente hablando seria do cinco), la onda fundamental de ambos poseería la misma frecuencia (en este ejemplo 264 Hz o ciclos por segundo). Sus timbres son diferentes porque cada uno produce una altura de armónicos diferentes.
Serie de armónicos
Cuando se ejecuta una nota en un instrumento musical se genera una onda de presión de aire. Esta onda sonora está acompañada por una serie de armónicos, que le dan al instrumento su timbre particular. Cada armónico de esta serie tiene una amplitud (volumen o fuerza del sonido) diferente. Por ejempo en el clarinete son más fuertes los armónicos impares (el 3º, el 5º, el 7º, etc.).
A partir del quinto armónico, todos los siguientes armónicos impares suenan ligeramente desafinados con respecto al temperamento justo (que es el sistema de afinación de uso estandar en la fabricacion de instrumentos desde el siglo XVII).
Esta es la serie de los primeros armónicos (que justamente son los principales):
Nº de Armónico | Frecuencia | Nota | Intervalo |
---|---|---|---|
1º armónico | 66 Hz | do1 | tono fundamental (el primer do a la izquierda del piano) |
2º armónico | 132 Hz | do2 | octava |
3º armónico | 198 Hz | sol2 | quinta |
4º armónico | 264Hz | do3 | octava |
5º armónico | 330 Hz | mi3 | tercera mayor |
6º armónico | 396 Hz | sol3 | quinta, una octava sobre el 3º |
7º armónico | 462 Hz | sib3 | séptima menor (muy desafinada) |
8º armónico | 528 Hz | do4 | octava |
9º armónico | 594 Hz | re4 | segunda mayor, una quinta sobre el 6º |
10º armónico | 660 Hz | mi4 | tercera mayor, octava del 5º |
11º armónico | 726 Hz | fa#4 | cuarta aumentada |
12º armónico | 792 Hz | sol4 | quinta justa, una octava sobre el 6º |
13º armónico | 858 Hz | la4 | sexta mayor (muy desafinada) |
14º armónico | 924 Hz | sib4 | séptima menor (muy desafinada, igual que el 7º) |
15º armónico | 990 Hz | si4 | séptima mayor, una quinta sobre el 10º |
16º armónico | 1056 Hz | do5 | octava |
Afinación con armónicos
Los armónicos se han utilizado como base de los diferentes sistemas de afinación como el temperamento justo, o el temperamento pitagórico. Se usan para la afinación de todos los instrumentos musicales, tomando una nota como referencia (dada por un diapasón, por ejemplo) a partir de la cual, y con relación a la serie de armónicos, se pueden afinar las otras, siguiendo las proporciones del temperamento deseado.
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Error al representar (error de sintaxis): {\displaystyle ''''''Texto en negrita'''''''''Texto en negrita'''''''''''''[[Media:[[Media:Ejemplo.ogg]][[Media:[[Media:Ejemplo.ogg]][[Media:[[Media:Ejemplo.ogg]][[[[Título del enlace]]]]]]]]]]== Parciales == Los armónicos cuyas frecuencias no son múltiplos [[número entero|entero]]s se denominan "[[parcial (acústica)|parcial]]es". Las [[campana (intrumento)|campana]]s son los que poseen más parciales perceptibles que otros instrumentos.} Error al representar (error de sintaxis): {\displaystyle <math>Escribe aquí una fórmula} </math>
En electricidad
En sistemas eléctricos de corriente alterna los armónicos son, igual que en acústica, frecuencias múltiplos de la frecuencia fundamental de trabajo del sistema y cuya amplitud va decreciendo conforme aumenta el múltiplo. En el caso de sistemas alimentados por la red de 50 Hz, pueden aparecer armónicos de 100, 150, 200, etc Hz.
Los componentes armónicos se definen (según la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC 60050)) como un componente de orden superior a 1 de la serie de Fourier de una cantidad periódica [IEV 161-02-18].
Cuando se habla de los armónicos en las instalaciones de energía, son los armónicos de corriente los más preocupantes, puesto que son corrientes que generan efectos negativos. Es corriente trabajar únicamente con valores correspondientes a la distorsión armónica total (THD).
Tipos de equipos que generan armónicos :
- Fuentes de alimentación de funcionamiento conmutado (SMPS)
- Estabilizadores electrónicos de dispositivos de iluminación fluorescente
- Pequeñas unidades de Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI o UPS)
- En cargas trifásicas : motores de velocidad variable y grandes unidades de UPS [1]
Problemas producidos por los armónicos:
- Sobrecarga de los conductores neutros
- Sobrecalentamiento de los transformadores
- Disparos intempestivos de los interruptores automáticos
- Sobrecarga de los condensadores de corrección del factor de potencia
Métodos para reducir los armónicos:
- Filtros pasivos
- Transformadores de aislamiento
- Soluciones activas [2]
Véase también
- afinación
- armonía
- armónico artificial
- armónico (instrumento musical)
- frecuencia fundamental
- Guitarra de tres puentes
- serie de armónicos
- temperamento justo
- tono puro