Zumbido de la red eléctrica

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El zumbido de la red eléctrica , zumbido eléctrico , zumbido de ciclo o zumbido de la línea eléctrica es un sonido asociado con la corriente alterna que tiene el doble de frecuencia que la red eléctrica . La frecuencia fundamental de este sonido suele ser el doble de la frecuencia fundamental de 50/60 Hz , es decir, 100/120 Hz, dependiendo de la frecuencia de la línea eléctrica local . El sonido suele tener un alto contenido armónico por encima de 50/60 Hz. Debido a la presencia de corriente de red en los equipos de audio alimentados por la red eléctrica, así como a los campos electromagnéticos de CA ubicuos de los electrodomésticos y el cableado cercanos, el ruido eléctrico de 50/60 Hz puede ingresar a los sistemas de audio y se escucha como zumbido de red desde sus parlantes. El zumbido de red también se puede escuchar proveniente de equipos potentes de la red eléctrica , como transformadores de servicios públicos , causado por vibraciones mecánicas inducidas por magnetostricción en el núcleo magnético. A bordo de aeronaves (o naves espaciales), la frecuencia que se escucha suele ser más aguda, debido al uso de energía de CA de 400 Hz en estos entornos porque los transformadores de 400 Hz son mucho más pequeños y livianos.     

El zumbido eléctrico alrededor de los transformadores es causado por campos magnéticos dispersos que hacen que la carcasa y los accesorios vibren. La magnetostricción es una segunda fuente de vibración, en la que el hierro del núcleo cambia de forma minúsculamente cuando se expone a campos magnéticos. La intensidad de los campos, y por lo tanto la intensidad del "zumbido", es una función del voltaje aplicado. Debido a que la densidad de flujo magnético es más fuerte dos veces por cada ciclo eléctrico, la frecuencia fundamental del "zumbido" será el doble de la frecuencia eléctrica. Los armónicos adicionales por encima de 100/120  Hz serán causados ​​por el comportamiento no lineal de la mayoría de los materiales magnéticos comunes.

Alrededor de líneas eléctricas de alto voltaje, se puede producir zumbido por descarga de corona .

En el ámbito del refuerzo de sonido (como en los sistemas de megafonía y altavoces ), el zumbido eléctrico suele estar causado por inducción . Este zumbido se genera por corrientes eléctricas oscilantes inducidas en circuitos de audio sensibles (alta ganancia o alta impedancia) por los campos electromagnéticos alternos que emanan de dispositivos cercanos alimentados por la red eléctrica, como transformadores de potencia. El aspecto audible de este tipo de zumbido eléctrico lo producen los amplificadores y altavoces (tenga en cuenta que esto no debe confundirse con la retroalimentación acústica ).

La otra fuente importante de zumbido en los equipos de audio son las impedancias compartidas , cuando una corriente intensa fluye a través de un conductor (una pista de tierra ) al que también está conectado un dispositivo de pequeña señal. Todos los conductores prácticos tendrán una resistencia finita, aunque pequeña, y la pequeña resistencia presente significa que los dispositivos que utilizan diferentes puntos del conductor como referencia de tierra estarán a potenciales ligeramente diferentes. Este zumbido suele estar en el segundo armónico de la frecuencia de la línea eléctrica (100 Hz o 120 Hz), ya que las fuertes corrientes de tierra provienen de fuentes de alimentación de CA a CC que rectifican la forma de onda de la red eléctrica. (Véase también bucle de tierra ).

En los equipos de tubos de vacío , una fuente potencial de zumbido es la fuga de corriente entre los calentadores y los cátodos de los tubos. Otra fuente es la emisión directa de electrones desde el calentador o los campos magnéticos producidos por el calentador. Los tubos para aplicaciones críticas pueden tener el circuito del calentador alimentado por corriente continua para evitar esta fuente de zumbido. ^[1]

La fuga de señales de vídeo analógicas puede generar un zumbido que suena muy similar al zumbido de la red eléctrica.

A menudo, el zumbido eléctrico de un local se capta a través de un bucle de tierra . En esta situación, un amplificador y una mesa de mezclas suelen estar a cierta distancia uno del otro. El chasis de cada elemento está conectado a tierra a través de la clavija de tierra de la red eléctrica y también está conectado a lo largo de una vía diferente a través del conductor de un cable blindado. Como estas dos vías no corren una al lado de la otra, se forma un circuito eléctrico en forma de bucle. La misma situación ocurre entre los amplificadores de instrumentos musicales en el escenario y la mesa de mezclas. Para solucionar esto, el equipo del escenario suele tener un interruptor de " elevación de tierra " que rompe el bucle. Otra solución es conectar la fuente y el destino a través de un transformador de aislamiento 1:1, llamado de diversas formas humbucker de audio o bobina iso . Una opción extremadamente mortal es romper el contacto con el cable de tierra utilizando un adaptador de elevación de tierra de CA o rompiendo la clavija de tierra del enchufe de alimentación utilizado en la mesa de mezclas. Dependiendo del diseño y la disposición del equipo de audio, pueden desarrollarse entonces voltajes letales entre la tierra (ahora aislada) en la mesa de mezclas y la tierra física. Cualquier contacto entre los terminales activos de la línea de CA y el chasis del equipo energizará todos los blindajes de los cables y los equipos interconectados.

Humbucking es una técnica que consiste en introducir una pequeña cantidad de señal de frecuencia de línea con el fin de cancelar cualquier zumbido introducido o, de otro modo, organizar la cancelación eléctrica del efecto del zumbido de frecuencia de línea inducido .

El humbucking es un proceso en el que se reduce el "zumbido" que causa artefactos objetables, generalmente en sistemas de audio o video. En una pastilla de guitarra eléctrica o micrófono humbucker , se utilizan dos bobinas en lugar de una; están dispuestas en polaridad opuesta para que el zumbido de CA inducido en las dos bobinas se cancele, mientras que sigue dando una señal para el movimiento de las cuerdas de la guitarra o el diafragma. ^[2]

En ciertos receptores de radio con tubos de vacío, un devanado en la bobina de campo del altavoz dinámico se conectaba en serie con la fuente de alimentación para ayudar a cancelar cualquier zumbido residual.

Algunas otras aplicaciones comunes de este proceso son:

• Transformadores o bobinas humbucking utilizados en sistemas de vídeo.
• Cableado de sistemas telefónicos (y otros sistemas de audio) y comunicaciones informáticas.

En los instrumentos musicales, el zumbido suele considerarse una molestia y se realizan diversas modificaciones eléctricas para eliminarlo. Por ejemplo, las pastillas humbucker de las guitarras eléctricas están diseñadas para "reducir" el zumbido. ^[3] A veces, el zumbido se utiliza de forma creativa, por ejemplo, en la música dub y glitch .

A finales de los años 70, el ex Beatle John Lennon grabó algunas canciones de demostración en su apartamento de Dakota con Yoko Ono . Estas demos no tuvieron ningún lanzamiento oficial en ese momento, ni fueron grabadas propiamente para Double Fantasy o su siguiente álbum, Milk and Honey , pero sí se difundieron como bootlegs entre los fans de Lennon.

A mediados de los años 1990, como parte de la serie de antología de los Beatles, los tres miembros supervivientes, Paul McCartney , George Harrison y Ringo Starr , se reagruparon para grabar música inicialmente incidental para los álbumes, pero decidieron rehacer algunos demos de John Lennon en su lugar. Ono le entregó varios demos a McCartney, siendo los más notables " Free as a Bird ", "Real Love" y "Now and Then".

De las demos recibidas, solo se trabajó en las tres mencionadas anteriormente. De las tres, "Real Love" y "Now and Then" fueron las más difíciles de trabajar ya que, en comparación con "Free as a Bird", ambas contenían un zumbido de 60 ciclos prominente, como resultado del equipo de grabación barato que Lennon usó para grabar las demos. Si bien el zumbido principal se eliminó de "Real Love", ^[4] era notablemente más fuerte en "Now and Then", lo que lo hizo mucho más difícil de eliminar. Esto, y en una medida mucho mayor, el disgusto de Harrison por esa demo en particular, llevaron a que se descartara por completo, ^[5] aunque circularon informes en los años posteriores de que McCartney esperaba terminarla. ^{[6] [7] [8]} En 2009, una versión de la demo de Lennon, supuestamente sin el zumbido principal que obstaculizaba la versión de los Beatles, apareció como un bootleg. En 2023, el zumbido de la red eléctrica finalmente se eliminó gracias a la tecnología de separación de fuentes de sonido de Peter Jackson , ^[9] y la pista se lanzó el 2 de noviembre de 2023. ^[10]

El zumbido de la línea eléctrica se puede aliviar utilizando un filtro de banda supresora . ^[11]

En el video analógico , el zumbido de la red eléctrica se puede ver como barras de zumbido (bandas de brillo ligeramente diferente) que se desplazan verticalmente hacia arriba en la pantalla. Las velocidades de cuadro de la televisión de transmisión se eligen para que coincidan con la frecuencia de línea, para minimizar la perturbación que estas barras causan a la imagen. Una barra de zumbido puede ser causada por un bucle de tierra en los cables que transportan señales de video analógicas, ^[12] un suavizado deficiente de la fuente de alimentación o una interferencia magnética con el tubo de rayos catódicos .

El análisis de frecuencia de la red eléctrica (ENF) es una técnica forense para validar grabaciones de audio mediante la comparación de los cambios de frecuencia en el zumbido de fondo de la red eléctrica en la grabación con registros históricos de alta precisión a largo plazo de los cambios de frecuencia de la red eléctrica de una base de datos. En efecto, la señal del zumbido de la red eléctrica se trata como una marca de agua digital dependiente del tiempo que se puede utilizar para encontrar cuándo se creó la grabación y para ayudar a detectar cualquier edición en la grabación de sonido. ^{[13] [14] [15]}

• Ruido acústico inducido electromagnéticamente
• Bucle de tierra
• Ruido de alta frecuencia en los CRT
• Amplificador de válvulas