Calculadora de Impedancia Acústica

Calcula impedancia, coeficientes de reflexión y transmisión.

Selecciona el tipo de cálculo e ingresa las propiedades del material a continuación para obtener los resultados.

Ejemplos

Explora escenarios comunes para calcular la impedancia acústica.

Agua a Aire

impedance

Calcula la reflexión y transmisión cuando el sonido viaja del agua al aire.

Densidad 1: 1000 kg/m³

Velocidad del Sonido 1: 1480 m/s

Densidad 2: 1.225 kg/m³

Velocidad del Sonido 2: 343 m/s

Acero a Agua

impedance

Un ejemplo de sonido moviéndose desde un sólido denso (acero) a un líquido (agua).

Densidad 1: 7850 kg/m³

Velocidad del Sonido 1: 5960 m/s

Densidad 2: 1000 kg/m³

Velocidad del Sonido 2: 1480 m/s

Medio Único: Aluminio

impedance

Calcula la impedancia acústica característica del Aluminio.

Densidad 1: 2700 kg/m³

Velocidad del Sonido 1: 6420 m/s

Medio Único: Hueso

impedance

Calcula la impedancia acústica característica del hueso humano, relevante en ultrasonido médico.

Densidad 1: 1900 kg/m³

Velocidad del Sonido 1: 4080 m/s

Otros Títulos
Entendiendo la Impedancia Acústica: Una Guía Completa
Aprende los fundamentos de la impedancia acústica y su importancia en física e ingeniería.

¿Qué es la Impedancia Acústica?

  • Definiendo el Concepto
  • La Fórmula Explicada
  • Unidades de Medición
La impedancia acústica (Z) es una propiedad física de un medio que describe cuánta resistencia encuentra una onda acústica cuando se propaga a través de él. Es análoga a la impedancia eléctrica en circuitos. Una alta impedancia acústica indica que se requiere una gran presión para producir una cierta velocidad de partícula, mientras que una baja impedancia significa que se necesita una presión menor para la misma velocidad.
La Fórmula Principal
La impedancia acústica característica se calcula como el producto de la densidad del medio (ρ) y la velocidad del sonido (c) dentro de ese medio. La fórmula es: Z = ρ * c.

Guía Paso a Paso para Usar la Calculadora

  • Cálculo de Medio Único
  • Cálculo de Dos Medios
  • Interpretando los Resultados
Nuestra calculadora simplifica el proceso. Para un medio único, simplemente ingresa su densidad y la velocidad del sonido para encontrar su impedancia. Para dos medios, proporciona las propiedades de ambos para obtener sus respectivas impedancias, más los coeficientes de reflexión y transmisión en su límite.

Aplicaciones del Mundo Real de la Impedancia Acústica

  • Imagen de Ultrasonido Médico
  • Acústica Arquitectónica
  • Exploración Geofísica
El concepto es crucial en ultrasonografía médica, donde las diferencias en la impedancia acústica de los tejidos crean reflexiones que forman una imagen. En arquitectura, ayuda en el diseño de habitaciones insonorizadas. Los geólogos la usan para estudiar capas terrestres analizando reflexiones de ondas sísmicas.

Reflexión y Transmisión en los Límites

  • Entendiendo los Coeficientes
  • El Papel del Desajuste de Impedancia
  • Conservación de Energía
Cuando una onda sonora golpea un límite entre dos medios con diferentes impedancias (Z₁ y Z₂), parte de la onda se refleja y parte se transmite. Cuanto mayor sea el desajuste de impedancia, más energía se refleja. El coeficiente de reflexión (R) y el coeficiente de transmisión (T) cuantifican estos efectos, y su suma siempre es 1, significando conservación de energía.
Fórmulas para los Coeficientes
Coeficiente de Reflexión (R) = ((Z₂ - Z₁) / (Z₂ + Z₁))². Coeficiente de Transmisión (T) = 1 - R.

Derivación Matemática y Ejemplos

  • Derivando la Fórmula de Impedancia
  • Recorrido de Cálculo de Muestra
  • Valores Comunes de Materiales
La impedancia acústica se deriva de la relación entre la presión acústica (p) y la velocidad de partícula (u), donde Z = p/u. Sustituyendo ecuaciones fundamentales de ondas, llegamos a Z = ρc. Por ejemplo, la impedancia del agua (ρ ≈ 1000 kg/m³, c ≈ 1480 m/s) es aproximadamente 1.48 x 10⁶ Rayl.