Se le llama ondas periódicas aquellas que describen ciclos repetitivos y que muestran periodicidad de acuerdo al tiempo. Todas las ondas periódicas son ondas deterministas, Esto se debe a que estás ondas pueden ser descritas de manera matemática o usando un modelo matemático.
Fórmula y descripción de una onda periódica
xa (t) = xa ( t + Tp ) = xa ( t + nTp )
En esta fórmula el período propio fundamental es Tp = 1/F
– F se define como la frecuencia del componente fundamental de la onda periódica.
– N es un número entero.
Valores y características de las ondas periódicas
Valor medio
Al valor medio de una onda xa (t) se le calcula sobre un intervalo que tenga la función que corresponde a un período único, propio y fundamentalmente completo que se expresa en forma de Tp usando cualquier instante expresado en t0. La fórmula completa es la siguiente:
Amedio = 1/Tp | t0 + Tp xa (t) dt
Sucede de manera frecuente que el valor medio de una onda periódica sea igual a cero. En materia de electrónica y electrotecnia un valor medio no nulo tiene el tamaño de la magnitud de un componente de corriente de forma continua en una señal.
Valor eficaz
El valor eficaz de una onda periódica, también llamado raíz cuadrática media o por sus siglas RMS está representado por xa (t) y se calcula sobre un intervalo que corresponde a la función de un período propio fundamental y completo expresado como Tp el instante t0.
La fórmula representativa del valor eficaz es:
VRMS = raíz cuadrada de 1/Tp | t0 + Tp | xa (t) | 2 dt
En materia de física el valor eficaz de una onda periódica obtiene especial interés al aplicar presión mecánica, tensión o intensidad con el propósito de calcular la energía o la potencia. Existen tres tipos de forma de onda de valor nulo que se relacionan al valor de cresta o pico, también llamado valor máximo Amax, y son las siguientes:
- Onda sinusoidal o armónica simple
ARMS = Amax/ raíz cuadrada de 2
- Onda cuadrada
ARMS = Amax
- Onda triangular
ARMS = Amax / raíz cuadrada de 3
La relación que existe entre la amplitud máxima y el valor eficaz de una onda periódica va a depender siempre de la forma de la onda.
Factor de pico o cresta
Se describe como el factor que define la relación que existe entre el valor de pico y el valor eficaz. Algunos ejemplos de factor de pico o cresta son:
- Onda sinusoidal o armónica simple
fa = raíz cuadrada de 2
- Onda cuadrada
fa = 1
- Onda triangular
fa = raíz cuadrada de 3
Ejemplos de ondas periódicas
- Movimiento de las manecillas de un reloj.
- Fases y movimientos de la luna.
- Funciones trigonométricas específicamente el seno y el coseno.
- Ondas sonoras.
- La luz visible.
- Ondas electromagnéticas.
- Ondas gravitacionales.
Si comparas la definición inicial con los ejemplos, te percatarás de que las ondas periódicas están presente en nuestro alrededor. Por ellos, debemos conocer y comprender cómo se generan estas. Se debe tomar en cuenta que en algunas ocasiones sabemos de algo, pero no tenemos la palabras adecuada para definirlo.