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13 de julio de 2017

¿Cómo funciona una guitarra eléctrica?

¿Alguna vez te has preguntado cómo funciona una guitarra eléctrica? ¿Qué la diferencia de una guitarra acústica? ¿Porqué se llama eléctrica? ¿Qué hace que suene cuando ni siquiera usa tomacorrientes o enchufe? En este artículo -que será ameno y no demasiado extenso- te voy a explicar un par de detalles interesantes, que no está de más saber, sobre la guitarra eléctrica y su funcionamiento. Se trata de un artículo orientado a newbies ó novatos. 

Primero un poco de historia. 


Se le atribuye la invención de la guitarra eléctrica moderna, a mediados del siglo XX, a Lester William Polfus, mejor conocido como Les Paul (creador de la marca Gibson y en honor a quien se utiliza el nombre para ese modelo de Gibson, Epiphone y otras marcas posteriores), quien sin saberlo crearía gran historia con "su" invención junto con la aparición del amplificador de guitarra en 1935. Sin embargo los primeros modelos fueron de Bigsby (ver el artículo linkado arriba). E incluso antes que Gibson crease la Les Paul, ya había sido creada la primera Broadcaster de Leo Fender, la primera en ser producida en serie.
Todo comenzó buscando mayor sonido para tocar en directo. A partir de ese momento, tenemos el que es uno de los instrumentos más populares en prácticamente todos los géneros de música moderna, desde el Blues y el Jazz, hasta el Rock y Heavy Metal de hoy día. La primera guitarra eléctrica fue manufacturada por Rickenbacker.


Artículo: #4: Anglagard-les-paul-portrait.jpg
Lester William Polfus "Les Paul"


La guitarra eléctrica es un instrumento musical armónico que utiliza el principio de inducción electromagnética con el objeto de convertir la vibración de las cuerdas en señales eléctricas y, por medio del amplificador, estas señales en sonido.


Artículo: #4: Anglagard-electromagneticinduction.gif

La inducción electromagnética es el fenómeno que origina la producción de una fuerza electromotriz en un medio o cuerpo expuesto a un campo magnético variable (las cuerdas), respecto a un campo magnético estático (las bobinas en las pastillas y sus imanes). Es así que, cuando dicho cuerpo es un conductor, se produce la corriente inducida. Este fenómeno fue descubierto por Michael Faraday en 1831, quien lo expresó indicando que:


  • La magnitud de la tensión inducida es proporcional a la variación del flujo electromagnético (Ley de Faraday).


Artículo: #4: Anglagard-michael-faraday-1241x763.jpg
Michael Faraday (1791-1867)

En el caso de una guitarra eléctrica, el sonido se ve influido por el diseño de las pastillas, ubicación de las mismas, escala, y material las cuales estén hechas; siendo todo esto causa de diversos cambios en el flujo electromagnético que sucede con la vibración de las cuerdas.

Artículo: #4: Anglagard-single_coil_string_anim.gifArtículo: #4: Anglagard-induccion3.gif

De esta manera, las pastillas son el ente que convierte la vibración de las cuerdas en energía eléctrica, la cual pasa por una diversidad de circuitos (resistencias variables y capacitores en un ámbito básico) para tallar nuestro sonido a gusto antes de salir hacia el amplificador, el cual recibe la señal eléctrica y hace una serie de procesos que crean ese sonido caliente y agresivo que tanto nos gusta.


Artículo: #4: Anglagard-electric-guitar-wiring-diagrams-b64fde88136d376f.jpg Esquema de circuito de guitarra tipo Les Paul

Desde un primer vistazo la apariencia de la guitarra eléctrica no ayuda a optimizar el sonido, porque es un instrumento macizo, a diferencia de las guitarras acústicas que son huecas y tienen caja de resonancia. Hay una gran polémica sobre si algunas propiedades de la madera afectan o no al sonido de las guitarras eléctricas, como puede ser el peso y los nudos de la propia madera, que pueden afectar al sustain.

Tenemos un mástil que va atornillado (o de una pieza) al cuerpo, a lo largo del cuál van los trastes y el clavijero. Las cuerdas son de metal por un motivo: para que sus propiedades electromagnéticas interactúen con las pastillas de manera adecuada, generando la energía eléctrica.

Las pastillas son 6 (en el caso de las guitarras de seis cuerdas o más de seis si tienen más cuerdas) imanes rodeados de una bobina de cobre fino, más fino que el cabello humano. Esta bobina rodea los imanes aproximadamente 7200 veces (dependiendo de modelos y fabricantes). La corriente emitida por una pastilla de guitarra eléctrica ronda los 2 voltios de media, aunque depende del modelo concreto y de si son simples o dobles (para más información sobre pastillas, ver el artículo Diferencia técnica entre pastillas activas y pasivas).


Artículo: #4: Anglagard-single-coil-pickup.jpg
Pastilla pasiva single tipo Fender

Producto de estos descubrimientos y creaciones hoy día gozamos de una infinidad de aparatos digitales que producen una inmensa variedad de sonidos orgánicos a base de circuitería y señales eléctricas. Todo se lo debemos a visionarios que no pueden estarse quietos...


Tomado de:

Guitar Bend

19 de mayo de 2014

Experimentos con péndulos (III)

Vamos a abrir este post con Rossini y su famos obertura de Guillermo Tell:





Como pueden ver la ciencia y el arte pueden ir, y muy bien, de la mano... Los péndulos también pueden bailar K-Pop, véalo aquí.

Más experimentos con péndulos...

Ya hicimos una primera y una segunda parte sobre experimentos con péndulos. En esta oportunidad les vamos a mostrar más variantes que se pueden hacer con estos sencillos pero magníficos instrumentos.

1. Péndulos que dibujan en la arena

Una variante del péndulo artista, pero esta vez nuestro péndulo trazará diseños sobre arena. Les dejo dos videos:







2. El péndulo fosforescente

Es una variante del péndulo que baila la opertura de Rossini. En esta ocasión se coloca a los pesos que cuelgan pintura fosforecente. El resultado es espectacular!!!




3. Doble péndulo

Esta vez le colocamos un segundo péndulo a otro péndulo.




El primer péndulo, el más grande, se mueve de manera predecible, es decir, con oscilaciones normales. Pero el segundo péndulo se mueve de manera caótica, aquí una representación por computadora de este caos...




4. La bola de demolición (y algunos juguetes didácticos)...

Las bolas de demolición (o wrecking balls) se usan para demoler viejos edificios, ello nos da una idea el gran poder que puede encerrar un péndulo. En este video podemos ver el poder de una bola de demolición.

Se pueden hacer juguetes isnpirados en las bolas de demolición, para los más pequeños de la casa:




Otra manera de emplear un péndulo, o algo así, es jugando ping pong con una migo... ¡y con un péndulo! Aquí te explican cómo:


 

También  se puede construir, y jugar con, un péndulo de Foucault. Este video te enseña una demostración... ¡me imagino que uno debe de terminar bien mareado!





Y, claro está, los de GEOMAG, también sacaron sus juguetes con péndulos.

A esto le llaman un péndulo de torsión, es decir con una liga o con una cinta elástica que se hace girar... ¡y a divertirse!






A esto le llaman un péndulo lineal, se hace con imanes, creo yo...



Y también tenemos el péndulo invertido... ¿cómo?... ¿y cómo se come eso? Es alucinante, sólo vean el video... ¡y no vayan a gritar muy fuerte!


Sí. Decididamente estos juegos son con imanes. Más detalles en la web oficila de GEOMAG.

Y los de LEGO no se podían quedar atrás y nos ofrecen este reloj de péndulo...




Y este es su mini reloj de péndulo... más variantes aquí.



5. El péndulo martillo

Se creó un péndulo con un martillo grande, y luego se le adicionaron martillos más pequeños. Y se creó, finalmente, esto.  A estas creaciones se les conoce con el nombre de esculturas kíneticas (o arte en movimiento).:




Otra variante del péndulo que baila al ritmo de Rossini es este: con tuercas de diversas longitues anudadas con hilo de pescar... ¡alucinante!




6. Todavía hay más... péndulos 3D

Tres péndulos se superponen. A ver si lo entienden...





Y eso es todo amigos...

¡Hasta pronto!

Leonardo Sánchez Coello
leonardo.sanchez.coello@gmail.com

13 de febrero de 2014

Se crea un imán con un solo polo


Imán

Los imanes tienen dos polos, uno norte y uno sur. Pero por más que se intente romper un imán, cada parte tendrá siempre los dos polos.
Imán

Los imanes tienen dos polos, uno norte y otro sur.

Es decir, los polos nunca podrán separarse en monopolos magnéticos. Sin embargo, el físico británico Paul Dirac enunció la existencia de imanes de un solo polo en 1931, aunque hasta ahora el monopolo magnético de Dirac ha probado ser muy elusivo.
Pero en un estudio que publica la revista Nature, científicos de la Universidad de Aalto, en Finlandia y del Amherst College, en Estados Unidos, afirman haber creado y visto al famoso monopolo en un sistema cuántico, es decir de partículas subatómicas, por primera vez.

"Detectar un monopolo magnético natural sería un evento revolucionario comparable al descubrimiento del electrón", dicen en su trabajo los investigadores.

"Nuestro trabajo ofrece evidencia experimental conclusiva y muy esperada de la existencia de los monopolos de Dirac".

"Supone una oportunidad sin precedentes para observar y manipular estas entidades cuánticas en un ambiente controlado".

A la caza del monopolo

Los elusivos monopolos han sido largamente buscados por la ciencia porque pueden ayudar a explicar varios fenómenos físicos.

Los investigadores han intentado "cazarlos" desde Paul Dirac teorizó sobre sus características cuánticas en 1931.

Dirac demostró que incluso si solo existe un solo monopolo, entonces toda la carga eléctrica debe ser discreta o divisible, algo que de hecho ha sido demostrado.

Para observarlos y ponerlos a prueba en el laboratorio, los científicos crearon un sistema cuántico: el campo magnético de una nube de átomos de rubidio en un estado de materia inusual conocido como condensado de Bose-Einstein.

Monopolo magnético

Ilustración del monopolo magnético sintético.

Utilizando un escáner, detectaron la marca distintiva del buscado monopolo, conocida como "cuerda Dirac".

Los investigadores aclaran que, mientras otros científicos han producido análogos de imán de un solo polo, esta es la primera demostración en un sistema cuántico que puede ponerse a prueba de forma experimental.
"Esta creación de un monopolo de Dirac es una bella demostración de simulación cuántica", opinó la física Lindsay LeBlanc, de la Universidad de Alberta, en Canadá, quien no estuvo involucrada en el trabajo.
"Aunque sus resultados ofrecen sólo una analogía de un monopolo magnético, su compatibilidad con la teoría refuerza la expectativa de que esta partícula será detectada experimentalmente".

"Como dijo Dirac en 1931, 'bajo estas circunstancias me sorprendería que la naturaleza no hubiera hecho uso de él'".

Fuente:

BBC Ciencia

19 de septiembre de 2013

Cómo hacer una brújula en casa

Experimento para hacer una brujula

Para encontrar el norte, un imán y una aguja.

Nuestro planeta actúa como un imán gigante, creando un campo magnético que protege a la Tierra de la radiación del espacio.

Los metales magnetizados se alinean naturalmente con ese campo y uno puede aprovechar ese efecto invisible en el experimento que les proponemos este fin de semana, en que científico Mark Miodownik nos muestra cómo magnetizar una aguja para crear una brújula.

Qué se necesita

Una aguja de coser
Un corcho o una tapa de plástico de una botella
Una barra de imán
Pegamento en barra
Un plato de sopa poco profundo con agua
Un cuchillo afilado o tijeras
Toalla (opcional)

Cómo se hace

Instrucciones para hacer una brújula

1. Corte un círculo de corcho de unos 5mm a 10mm de espesor. También puede usar una tapa de botella plástica.

Instrucciones para hacer una brújula

2. Frote la aguja unas 50 veces con la parte norte del imán. Si el imán no tiene marcado el norte, escoja un lado y use sólo ese. Separe el imán de la aguja tras cada frotada para reducir la probabilidad de que se desmagnetice. Frotar desde el agujero hasta la punta hace que los átomos de hierro de la aguja se alineen, convirtiéndola temporalmente en un imán.

Instrucciones para hacer una brújula

3. Pegue la aguja magnetizada en el corcho y póngalo cuidadosamente en el plato con agua.

Instrucciones para hacer una brújula

4. El agua provee una superficie casi sin fricción que le permite al corcho girar hasta que el polo norte de la aguja (el agujero) apunte hacia el polo norte magnético (como se ve en la brújula comprada). Si se frota la aguja con el imán en la otra dirección, será la punta la que señale el norte.

No ponga el plato cerca de computadoras u otros aparatos que contengan imanes pues pueden afectar las líneas de campo. La aguja perderá su carga magnética con el tiempo.

Por qué se magnetiza

El hierro, el níquel y el cobalto contienen pequeñas regiones llamadas dominios magnéticos, en que los electrones se alinean en la misma dirección. Estos dominios apuntan en diferentes direcciones, por lo que tienden a anularse entre sí.

Cuando uno de esos metales es expuesto a un campo magnético fuerte, los dominios se alinean, lo que los convierte en un imán temporal.

Por qué la brújula apunta al norte

Una vez que se magnetiza la aguja, ésta naturalmente se alinea con el campo magnético más fuerte de la Tierra.

Los científicos creen que este campo, llamado magnetósfera, es creado por las corrientes eléctricas generadas por la agitación del núcleo de hierro fundido en lo más profundo del planeta.

Esto significa que la Tierra actúa como si tuviera un imán que la atraviesa, con el polo sur del imán situado cerca del norte geográfico del planeta. Dado que los opuestos se atraen, el polo norte de una aguja imantada apunta en esa dirección

Tomado de:

BBC Ciencia

17 de septiembre de 2013

¿Cómo recoge un micrófono los sonidos?

Micrófonos de la BBC

Un micrófono convierte el sonido en una pequeña corriente eléctrica.

Las ondas sonoras golpean un diafragma que vibra, moviendo un imán cerca de una bobina. En algunos diseños, la bobina se mueve dentro de un imán.

Otros dispositivos, como los micrófonos condensadores (los que se utilizan en estudios de grabación), funcionan según el principio de la capacidad.

Los condensadores consisten en placas paralelas que almancenan la carga y se utilizan para suavizar las señales como variaciones de tensión en una fuente de alimentación.

En un micrófono condensador, el sonido entrante hace vibrar una placa de un condensador.

La capacidad variable es entonces convertida en la señal eléctrica correspondiente.

Fuente:

BBC Ciencia

22 de diciembre de 2012

Estos son los mejores regalos de Navidad para los amates de la ciencia

  • Te mostramos cinco regalos muy originales para sorprender en Navidad.
  • Aerogel, ferrofluidos, piedras gömböc, 'buckyballs' y galio, los regalos perfectos para cualquiera que le guste la ciencia.
5. Galio




El Galio es un metal que permanece en estado sólido a temperaturas inferiores a 28º. Eso significa que el mero contacto de un trozo de galio con nuestra piel (el cuerpo humano está a unos 37º) se funde. Al contrario que otros metales similares como el mercurio, el galio no es tóxico, con lo que su manipulación es segura y divertida.

4. Bolitas magnéticas




Las 'buckyballs' son esferas de magnéticas de neodimio que se pueden usar para construir estructuras enlazándolas unas con otras. Viene a ser un puzzle en tres dimensiones que se mantiene exclusivamente gracias a la atracción magnética de las esferas. Unas pocas decenas de estas bolas garantizan horas y horas de diversión.

3. Piedra Gömböc




 Un gömböc es un cuerpo geométrico que posee un único punto estable, de manera que no importa de qué manera lo dejes sobre una superficie, siempre volverá a la misma posición. Las piedras con forma gömböc pueden ser un regalo interesante para estimular el interés en la geometría y la física.

2. Ferrofluido




El ferrofluido es un líquido que reacciona ante la presencia de campos magnéticos, con lo que se puede alterar su forma usando imanes. Este tipo de materiales se utiliza como aislante térmico en altavoces.

1. Aerogel




El aerogel es una sustancia sólida altamente porosa compuesta en casi un 99% por aire. Conocido coloquialmente como 'humo sólido', el aerogel es un aislante térmico excepcional y puede soportar más de 1.000 veces su peso. Su extrema ligereza y su aspecto fantasmagórico pueden convertir un pedazo de aerogel en un estupendo regalo con el que experimentar.

Fuente:

La Información

1 de diciembre de 2012

MIT presenta unos robots capaces de cambiar su forma

En la segunda entrega de la saga Terminator, los protagonistas se enfrentaron a un robot bastante singular: el T-1000, un robot que era capaz de adoptar cualquier forma al modificar la posición de algunas partes de su cuerpo. Si bien estamos bastante lejos del T-1000 que nos mostraba el cine de Hollywood, parece que el MIT comienza a dar sus primeros pasos en el desarrollo de robots reconfigurables capaces de adoptar cualquier forma, una investigación que comienza a dar sus primeros frutos gracias al apoyo de DARPA.



El milli-motein, que es el nombre de este pre-robot desarrollado por el MIT, es un pequeño dispositivo con forma de oruga y realizado con anillos de metal que está inspirado en la reconfiguración de las proteínas, es decir, la capacidad de modificar su estructura y adoptar cualquier tipo de forma. Este robot, en reposo, tiene la forma de un gusano o una oruga, es decir, es totalmente recto, sin embargo, gracias a su estructura y a al pequeño motor que integra, es capaz de doblarse y adoptar distintas formas (y mantenerlas en ausencia de alimentación eléctrica).

El reto al que se enfrentaron los investigadores del MIT es bastante interesante y, seguramente, sirva como pistoletazo de salida a una nueva generación de robots mucho más flexibles y adaptables. Partiendo de un cuerpo mecanizado, los investigadores del MIT tuvieron que abordar el diseño de un nuevo tipo de motor que proporcionase versatilidad al dispositivo y pensaron en un motor electropermanente. ¿Y qué es un motor electropermanente? Un motor electro permanente está formado por un par de imanes, uno muy potente y fijo y otro algo más débil que, realmente, es un electroimán cuyo campo magnético se puede invertir jugando con la excitación eléctrica al que se somete. Dependiendo de la excitación eléctrica a la que se someta el segundo imán, el campo magnético resultante puede ser nulo o puede sumarse con la ventaja añadida que, una vez fijado el sentido en el electroimán, el conjunto puede seguir funcionando sin necesidad de alimentación eléctrica constante.

MIT Robot cambiar forma

Acoplando estos pequeños electromotores en unas piezas circulares, el robot es capaz de girar estas piezas y cambiar su forma en base a las distintas excitaciones eléctricas que reciben los motores que forman la estructura de este gusano mecánico.

Si bien el concepto puede parecer algo básico, esta simplicidad da pie a los investigadores a construir sistemas mucho más complejos y, sobre la mesa, tienen ya la idea de abordar escenarios en los que varias de estas estructuras interactúen entre sí para formar estructuras mucho más complejas (acoplando varios de estos mini-robots) a la vez que exploran cómo hacer que adopten formas prefijadas cumpliendo requisitos de optimización (mínimos movimientos y mínimo consumo de energía en la reconfiguración de la forma de los robots).

La senda que dibuja el MIT, salvando las distancias, me hace recordar los Replicantes de Stargate SG-1, es decir, pequeñas piezas que se unen adoptando estructuras más complejas emulando patrones complejos algo que ya nos mostró el MIT hace unos meses en otro proyecto bastante singular en el que pequeños robots se unían para formar piezas complejas.

Fuente:

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