Frecuencia, forma y altura del sonido
Crea un tono con dos niveles
La altura indica si un sonido parece agudo o grave. La frecuencia f cuenta ciclos por segundo; Hz (hertz) es hercio, un ciclo por segundo. Una onda rectangular alterna 0 y V; al 50% es una onda cuadrada simétrica. El ciclo de trabajo D es el porcentaje alto. El período T dura un ciclo; ms (millisecond) es milisegundo, 1/1000 de segundo.
MESA DE EXPERIMENTOS
Cambia los ajustes del circuito, predice las lecturas y comprueba un reto. Son modelos educativos; cada lección explica sus supuestos.
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Por qué funciona
Piezo abrevia piezoelectric, piezoeléctrico: la tensión deforma el material, que puede vibrar y producir sonido. Se modelan tiempo y tensión media, no sonoridad ni corriente. Escuchar, si está disponible, reproduce un tono breve del navegador, no un piezo físico. Los dispositivos pueden sonar diferente.
Piezo abrevia piezoelectric, piezoeléctrico: el material cambia de forma con tensión y puede vibrar el aire. V es el nivel alto en voltios, D el porcentaje de tiempo alto y Vmean la media temporal. Cambiar D altera la forma, no f. Al 50% ambos niveles duran igual.
Dificultad
Construye · Monta el circuito
Enciende con f = 200 Hz, D = 50% y V = 5 V. Obtén T = 5 ms y Vmean = 2.5 V.
¿Necesitas una pista?
f = 200 Hz; D = 50%; V = 5 V → T = 5 ms; Vmean = 2.5 V
Explora · Cambia la orden
Pon f = 1000 Hz, D = 25% y V = 5 V. Obtén T = 1 ms y Vmean = 1.25 V.
¿Necesitas una pista?
f = 1000 Hz; D = 25%; V = 5 V → T = 1 ms; Vmean = 1.25 V
Resuelve · Resuelve el reto
Pon f = 500 Hz, D = 75% y V = 4 V. Obtén T = 2 ms y Vmean = 3 V.
¿Necesitas una pista?
f = 500 Hz; D = 75%; V = 4 V → T = 2 ms; Vmean = 3 V
Lecturas adicionales y recetas de circuitos
Crea un tono con dos niveles
Un patrón repetido de encendido y apagado puede producir un pitido. Predice primero el tiempo en la gráfica; después escucha si el navegador lo permite.
T = 1000 / f ms; Vmean = V × D / 100
El nivel está alto durante D% del ciclo y a cero el resto. La media es V por esa fracción. La frecuencia fija el ritmo; el dispositivo también determina el sonido.
Un patrón útil
Duplicar la frecuencia reduce el período a la mitad: 200 Hz da 5 ms y 400 Hz da 2.5 ms. La altura del pulso puede mantenerse.
Fuera del modelo
Un piezo real tiene resonancias mecánicas y respuesta dependiente de frecuencia. La tensión media no basta para saber su nivel sonoro.
Un error que conviene evitar
Una media de 2.5 V no significa tensión constante: aquí alterna entre 0 y 5 V. Una media mayor no garantiza más volumen.
Con f = 200 Hz y V = 5 V, D baja del 50% al 25%. ¿Qué ocurre?
- T sigue en 5 ms; Vmean pasa a 1.25 V
- T pasa a 2.5 ms
- la frecuencia pasa a 100 Hz
Leer más
D acorta el tramo alto del mismo ciclo. Baja la media, no cambia la frecuencia.
Monta el circuito
Pon 200 Hz, 50% y 5 V. Tiempos alto y bajo iguales dan media de 2.5 V.
f = 200 Hz; T = 5 ms; Vmean = 2.5 V
Cambia la orden
Pon 1000 Hz, 25% y 5 V. El ciclo dura 1 ms, alto 0.25 ms, con media de 1.25 V.
f = 1000 Hz; T = 1 ms; Vmean = 1.25 V
Prueba otro camino
Con 5 V y 50%, compara 200 y 400 Hz tras predecir el período. Luego fija la frecuencia y cambia D: distingue forma y ritmo de repetición.