Fase

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Plantilla:Refracción
Definición breve: FASE se refiere al punto en un ciclo en el que se inicia una onda producida por un movimiento armónico simple en el tiempo, siempre se mide en términos de ángulo, grados o radianes.
Tema: Fase
Subtema: sub-tema
Gráficos
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Alg sinusoide.png
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Mas4.gif
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Ejemplo sonoro: https://www.youtube.com/watch?v=yJyGKP-WjKs


"Se llama Fase a la velocidad de una onda a la falta de su coincidencia en el tiempo con relacion a una onda cuya velocidad seria nula en el tiempo 0"

Definición

Fase es la posición de un punto en el tiempo (un instante) en una forma de onda de ciclo. Un ciclo completo se define como el intervalo requerido para la forma de onda para volver a su valor inicial arbitrario. De fase también puede ser una expresión de desplazamiento relativo entre dos elementos correspondientes (por ejemplo, picos o cruces por cero) de dos formas de onda tienen la misma frecuencia.
En sinusoide funciones o en "fase" olas tiene dos significados diferentes, pero estrechamente relacionados,. Uno de ellos es el ángulo inicial de una función sinusoidal en su origen y, a veces se llama diferencia de desplazamiento de fase o fase. Otro uso es la fracción del ciclo de onda que ha transcurrido en relación con el origen.

El cambio de fase

El cambio de fase es cualquier cambio que se produce en la fase de una cantidad, o en la diferencia de fase entre dos o más cantidades. Este símbolo: [math]{\displaystyle \varphi \,}[/math], se refiere a veces como un desplazamiento de fase o fase compensados, ya que representa un "cambio" de fase cero.

Para sinusoides infinitamente largo, un cambio en [math]{\displaystyle \varphi \,}[/math], es el mismo que un cambio en el tiempo, tal como un retardo de tiempo. Si , se retrasa (en diferido) por , de su ciclo, se convierte en:
[math]{\displaystyle {\begin{aligned}x\left(t-{\tfrac {1}{4}}T\right)&=A\cdot \cos \left(2\pi f\left(t-{\tfrac {1}{4}}T\right)+\varphi \right)\\&=A\cdot \cos \left(2\pi ft-{\tfrac {\pi }{2}}+\varphi \right)\end{aligned}}}[/math]
cuya "fase" es ahora [math]{\displaystyle \scriptstyle \varphi \,-\,{\frac {\pi }{2}}}[/math] . Se ha desplazado por [math]{\displaystyle \scriptstyle {\frac {\pi }{2}}}[/math] radianes

ciclo de una forma de onda
interferencia constructiva y ampliación de la sumatoria de dos ondas instantáneas
interferencia destructiva y cancelación de fase

Diferencia de fase

Diferencia de fase es la diferencia, expresada en grados o el tiempo, entre dos ondas que tienen la misma frecuencia y se hace referencia al mismo punto en el tiempo. Dos osciladores que tengan la misma frecuencia y no hay diferencia de fase se dice que están en fase. Dos osciladores que tengan la misma frecuencia y diferentes fases tienen una diferencia de fase, y los osciladores se dice que son fuera de fase entre sí.

La cantidad por la cual tales osciladores están fuera de fase entre sí se puede expresar en grados de 0 ° a 360 °, o en radianes[[1]] de 0 a 2π. Si la diferencia de fase es de 180 grados (pi radianes), a continuación, los dos osciladores se dice que están en oposición de fase. Si dos interactúan las ondas se encuentran en un punto en el que están en oposición de fase, entonces destructiva interferencia ocurrirá. Es común que las ondas electromagnéticas de (luz, RF), acústica (sonido) u otra energía para convertirse superpuestas en su medio de transmisión. Cuando eso sucede, la diferencia de fase determina si se refuerzan o se debilitan entre sí. la cancelación completa es posible que las ondas con amplitudes iguales.

  • El tiempo se utiliza a veces (en lugar de ángulo) a la posición dentro del ciclo de una oscilación expresar. A diferencia de fase es análoga a dos atletas corriendo por una pista de carreras a la misma velocidad y dirección, pero a partir de diferentes posiciones en la pista. Pasan a un punto en diferentes instantes de tiempo. Sin embargo, la diferencia de tiempo (diferencia de fase) entre ellos es una constante - la misma para cada pasada, ya que son a la misma velocidad y en la misma dirección. Si fueran a velocidades diferentes (diferentes frecuencias), la diferencia de fase es indefinido y sólo reflejaría diferentes posiciones de partida. Técnicamente, la diferencia de fase entre dos entidades en varias frecuencias no está definida y no existe.
  • Las zonas horarias también son análogos a eliminar las diferencias.Un ejemplo del mundo real de una diferencia de fase sonora se produce en el trino de una flauta nativa americana . La amplitud de los diferentes componentes armónicos de la nota misma desde hace mucho tiempo en la flauta entre en el dominio en diferentes puntos del ciclo de fase. La diferencia de fase entre los diferentes armónicos se puede observar en un espectrograma del sonido de una flauta warbling.

Comparación de fase

Comparación de fase es una comparación de la fase de dos formas de onda, por lo general de la misma frecuencia nominal. Con el tiempo y la frecuencia, el propósito de una comparación de fase es generalmente para determinar el desplazamiento de frecuencia (diferencia entre ciclos de onda) con respecto a una referencia.

Una comparación de fase se puede realizar mediante la conexión de dos señales a un osciloscopio[[2]] de dos canales . El osciloscopio mostrará dos ondas sinusoidales, como se muestra en el gráfico a la derecha. En la imagen a la derecha, la onda sinusoidal superior es la frecuencia de la prueba , y la onda sinusoidal inferior representa una señal de la referencia.

Si las dos frecuencias fueron exactamente los mismos, su relación de fase no cambiaría y ambos parece ser estacionario en la pantalla de osciloscopio. Dado que las dos frecuencias no son exactamente lo mismo, la referencia parece ser estacionarias y la prueba de la señal se mueve. Mediante la medición de la tasa de movimiento de la señal de prueba el desplazamiento entre las frecuencias puede ser determinada.

Las líneas verticales se han elaborado a través de los puntos en los que cada onda de seno pasa a través de cero. La parte inferior de la figura muestra barras cuya anchura representa la diferencia de fase entre las señales. En este caso, la diferencia de fase es cada vez mayor, lo que indica que la señal de prueba es una frecuencia inferior a la de referencia.

Desarrollo Matemático


La fase de una oscilación o de la onda se refiere a una función sinusoidal tal como la siguiente:
[math]{\displaystyle {\begin{aligned}x(t)&=A\cdot \cos(2\pi ft+\varphi )\\y(t)&=A\cdot \sin(2\pi ft+\varphi )=A\cdot \cos \left(2\pi ft+\varphi -{\tfrac {\pi }{2}}\right)\end{aligned}}} [/math]
dónde[math]\scriptstyle A\, , {\displaystyle \scriptstyle f\,}[/math] y [math] {\displaystyle \scriptstyle T={\frac {1}{f}}\,},[/math] , son parámetros constantes llamados la amplitud, frecuencia y fase de la sinusoide. Estas funciones son periódicas con periodo [math] {\displaystyle \scriptstyle T={\frac {1}{f}}\,}[/math] , Y son idénticos, excepto por un desplazamiento de [math]{\displaystyle \scriptstyle {\frac {T}{4}}\,}[/math], a lo largo de [math] {\displaystyle \scriptstyle t\,}[/math] , eje. La fase término puede referirse a varias cosas diferentes:

  • Se puede referir a una referencia especificada, como [math]{\displaystyle \scriptstyle \cos(2\pi ft)\,}[/math] En cuyo caso diríamos la fase de [math]{\displaystyle \scriptstyle x(t)\,}[/math] es [math]{\displaystyle \scriptstyle \varphi \,}[/math] , Y la fase de [math]{\displaystyle \scriptstyle y(t)\,}[/math] es [math]{\displaystyle \scriptstyle \varphi \,-\,{\frac {\pi }{2}}\,}[/math].
  • Puede referirse a[math]{\displaystyle \scriptstyle \varphi \,}[/math]. En cuyo caso diríamos [math] {\displaystyle \scriptstyle x(t)\,}[/math] y [math] {\displaystyle \scriptstyle y(t)\,}[/math] tienen la misma fase, pero son en relación con sus propias referencias específicas.
  • En el contexto de formas de onda de comunicación, el ángulo de variante en el tiempo [math] {\displaystyle \scriptstyle 2\pi ft\,+\,\varphi }[/math] O su valor principal , que se conoce como fase instantánea , a menudo sólo de fase.

Ejemplos Sonoros

  • Aquí observemos como por intermedio de un analizador de fase se pueden ver los cambios sonoros de la combinación de 3 sonidos iguales, que a su vez nos muestra la polaridad, los grados,las ampliaciones y cancelaciones de estos sonidos.
  • Aqui tenemos un ejemplo de sonoridad en un instrumento de piano, se escucha como las notas se comienzan a superponer sus teclas en el mismo tiempo se genera una amplitud sonora cuando estas están en fase y a milésimas de segundos a distancia de tiempo, la diferencia de distancias del sonido y la perdida del brillo es en la relación que se va dando en el tiempo transcurrido que se cancelan algunos sonidos, si escuchamos atentamente el motivo musical de esta obra cambia acústicamente.

Referencias

  • Jean Jacques Matras: "El Sonido" Ed. Ateneo -1979- Buenos Aires.