Ondas periodicas

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Ondas periodicas

  1. 1. ONDAS PERIODICAS
  2. 2. Definición: La mayoría de las ondas son el resultado de muchas perturbaciones sucesivas del medio, y no sólo una. Cuando dichas perturbaciones seproducen a intervalos regulares y son todas de la misma forma, estamos en presencia de una onda periódica, y el número de perturbaciones por segundo sedenomina frecuencia de la onda.
  3. 3. Estructura de la onda PERIODO: FRECUENCIA: Mínimo intervalo de tiempo Indica el número de veces invertido por un fenómeno que se repite en un periódico para volver a pasar segundo cualquier por la misma posición. Se fenómeno periódico. Se representa por T y se expresa mide en Hertz (Hz). en segundos.
  4. 4. Las ondas periódicas son aquellas ondas que muestran periodicidad respecto del tiempo, es decir, describen ciclos repetitivos. En una onda periódica se cumple: donde el periodo propio fundamental esta dado por: siendo F, la frecuencia de la componente fundamental de la onda periódica y n un número entero.
  5. 5. La onda sinusoidal: Toda onda periódica es, por definición, una onda determinista, por cuanto puede ser descrita matemáticamente (mediante un modelo matemático). La forma más simple de onda periódica es la onda armónica (sinusoidal), que se describe matemáticamente como:Esta onda está completamente caracterizada por tres parámetros: es la amplitud de lasinusoide, es la frecuencia en radianes por segundo (rad/s), y es la fase en radianes.En lugar de , a menudo se utiliza la frecuencia ciclos por segundo o hercios (Hz),donde
  6. 6. Series de Fourier: El modelo descrito para las ondas armónicas no sirve para describir estructuras periódicas más complicadas: las ondas anarmónicas. Joseph Fourier demostró que las ondas periódicas con formas complicadas pueden considerarse como suma de ondas armónicas (cuyasfrecuencias son siempre múltiplos enteros de la frecuencia fundamental). Así, supongamos que representa eldesplazamiento periódico de una onda enuna cierta posición. Si y su derivada son continuas, puede demostrarse que dicha función puede representarse mediante una suma del tipo:
  7. 7. Otros principios de la serie:El proceso de determinación matemática de los coeficientes y las constantes de fase para una forma de onda dada se llama análisis de Fourier. Al igual que una forma deonda periódica puede analizarse como una serie de Fourier mediante las contribucionesrelativas de la frecuencia fundamental y los armónicos superiores presentes en la forma deonda, también es posible construir nuevas formas de onda periódicas, sumando a lafrecuencia fundamental distintas contribuciones de sus armónicos superiores. Este procesose denomina síntesis de Fourier. Es importante notar que para las señales de ancho de banda limitado (en la práctica, todas las de interés en Telecomunicaciones), la suma de armónicos es también finita:
  8. 8. Ejemplo de la onda cuadrada: El caso más simple, de una onda armónica, es un caso particular para un único armónico Otros casos requieren un número infinito de armónicos que sólo pueden existir en sus formas perfectas como abstracciones matemáticas debido a que en la naturaleza no se pueden crear otransmitir señales de ancho de banda infinito. Sin embargo, incluso sus aproximaciones (descritos como la suma de un número limitado de armónicos) son de gran interés en la práctica, especialmente en Telecomunicaciones. Entre estos casos de señales periódicas compuestos por infinitos armónicos se encuentran las ondas cuadradas (onda compuesta exclusivamente porarmónicos impares cuya amplitud en inversamente proporcional al número de armónico, es decir,
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