La impedancia mecánica

La impedancia mecánica Zm se define como la relación compleja entre la fuerza eficaz que actúa sobre un área de un dispositivo mecánico (o un medio acústico) y la velocidad eficaz compleja lineal resultante a través de tal área. Sus unidades son los Ohmios mecánicos (N*seg)/m. 

Formula para calcular la impedancia mecánica 

La impedancia mecánica Zm se define como la relación compleja entre la fuerza eficaz que actúa sobre un área de un dispositivo mecánico (o un medio acústico) y la velocidad eficaz compleja lineal resultante a través de tal área. Sus unidades son los Ohmios mecánicos (N*seg)/m. 

La inversa de la impedancia compleja mecánica recibe el nombre de movilidad mecánica, y se representa por zm . Su unidad es el Mhom mecánico. En los circuitos mecánicos vamos a manejar tres componentes básicos: 

  • Resistencia mecánica Rm 
  • Masa mecánica Mm 
  • Compliancia mecánica Cm 
  • Resistencia mecánica Rm

 La resistencia mecánica está asociada a la parte real de la impedancia, y es donde se disipa toda la potencia mecánica entregada al dispositivo. Un dispositivo mecánico se comportará pues como una resistencia mecánica cuando accionado por una fuerza, adquiere una velocidad proporcional a esta: 

Pero como

si sustituimos podemos obtener también que la unidad de resistencia mecánica es también Kilogramo/Segundo. 

Esta expresión se corresponde con la analogía de tipo impedancia que hemos visto, puesto que: 

Fuerza  = Resistencia Mecánica  * Velocidad
 
por analogía se convierte en:
 
Tensión = Resistencia Eléctrica * Corriente

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A la inversa de la resistencia mecánica se le llama responsabilidad mecánica, cumpliéndose que: 
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de forma que podemos obtener: 
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Lo que se corresponderá con la analogía de movilidad puesto que: 

Velocidad= Responsabilidad Mecánica * Fuerza

por analogía se convierte en:  

Tensión  = Resistencia Eléctrica    * Corriente

Masa mecánica Mm

La masa mecánica está asociada con la parte imaginaria positiva de la impedancia compleja. Un dispositivo mecánico se comportará como una masa mecánica cuando accionado por una fuerza resulte acelerada en proporción directa con la fuerza, es decir: 

Compliancia Mecánica Cm

La compliancia mecánica está relacionada con la parte imaginaria negativa de la impedancia compleja. Una estructura o dispositivo mecánico se comporta como una compliancia mecánica cuando, accionada por una fuerza, sufre un desplazamiento, en proporción directa con la fuerza. Es decir: 

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y como 

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tendremos que haciendo una analogía de tipo impedancia, obtenemos: 

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Como vemos el análogo eléctrico de la compliancia mecánica es el condensador en la analogía de impedancia puesto que ambas ecuaciones son correctas e iguales. 

En la mayoría de los casos no se trabaja con compliancias, sino con sus inversos. Se define la elasticidad (caracterizada por la constante de elasticidad K) como el inverso de la compliancia mecánica, es decir: 

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Siendo su símbolo: 

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En cuanto a la analogía de movilidad de la compliancia (o de la elasticidad) tenemos: 

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