¿Qué es la impedancia acústica?

Hay tres tipos diferentes de “impedancias acústicas” y las personas que comienzan su estudio en acústica a menudo se confunden. Sin embargo, cada definición de impedancia acústica ofrece información valiosa sobre la acústica de un sistema.

  1. Impedancia acústica específica: Probablemente la más simple de las definiciones, la SAI caracteriza la resistencia ofrecida por un medio a la propagación de una onda acústica. Esto es constante para cada medio y su valor es igual a la (densidad media * velocidad acústica en el medio). También se define como la magnitud de la relación entre la presión acústica y la velocidad acústica.
  2. Impedancia acústica (a veces llamada impedancia acústica mecánica): la impedancia acústica mecánica consta de dos componentes: una parte resistiva y una parte reactiva, muy similar a la impedancia de un circuito LCR en ingeniería eléctrica. Este tipo de impedancia se usa comúnmente en el diseño acústico de conductos y resonadores, ya que nos ofrece un medio para comprender cómo la frecuencia y la geometría de un canal / espacio afectan la propagación de la onda. El componente reactivo depende de la frecuencia y, por lo tanto, puede identificar la frecuencia resonante de un sistema resolviendo la ecuación reactiva a 0, es decir, no hay resistencia alterna en esa frecuencia en particular. Esto no es constante con el medio.
  3. Impedancia de radiación: según tengo entendido, la impedancia de radiación es un efecto correctivo que debe tenerse en cuenta al diseñar conductos o geometrías que se abren en un medio. Mi conocimiento sobre este tipo es un poco limitado, pero si está interesado, me gustaría publicar más información sobre esto después de leer un poco más.

Una buena analogía si eres nuevo en física es la impedancia de la luz.

Si estás en una habitación bien iluminada y miras por una ventana y es de día afuera, es decir, hay luz afuera, puedes ver directamente a través de la ventana, la luz pasa perfectamente.

Si estás en la misma habitación pero ahora hay luz dentro de la habitación, pero oscuridad afuera, de repente la luz rebota en la ventana y puedes ver tu reflejo. La diferencia de luz a oscuridad tiene una diferencia de impedancia mayor que la luz a la luz para que pueda obtener un reflejo.

En acústica, esto es similar, excepto que, en lugar de la diferencia de luz, es la densidad del material. Entonces, el sonido que pasa de aire a aire pasará bien porque las densidades de los dos pedazos de aire serán similares, pero el aire al concreto hará que se refleje mucho sonido hacia usted, porque la diferencia de impedancia es mayor debido a un efecto masivo diferencia de densidad entre aire y hormigón.

La impedancia acústica y la impedancia acústica específica son medidas de la oposición que un sistema presenta al flujo acústico resultante de una presión acústica aplicada al sistema. La unidad SI de impedancia acústica es el segundo pascal por metro cúbico o el rayl por metro cuadrado, mientras que la de la impedancia acústica específica es el segundo pascal por metro o el rayl. En este artículo, el símbolo rayl denota el MKS rayl. Existe una estrecha analogía con la impedancia eléctrica, que mide la oposición que un sistema presenta al flujo eléctrico resultante de un voltaje eléctrico aplicado al sistema.

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