Compreender os harmónicos: O Básico

O que é uma harmônica?
Os harmónicos tratam-se de distorções anormais na rede elétrica, podendo originar problemas energéticos graves. A energia elétrica que está presente no nosso dia a dia é de corrente alternada e tem a frequência de 60Hz, a que chamamos de fundamental.
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Quando ouvimos a palavra “harmónica”, podemos pensar imediatamente em música e na série harmónica que define a relação entre as diferentes notas musicais. No entanto, os harmónicos não são exclusivamente de natureza musical. Na física e na engenharia, os harmónicos referem-se às frequências que são múltiplos de uma frequência fundamental.

Na música, os harmónicos são produzidos tocando ligeiramente numa corda de uma guitarra ou de outro instrumento de cordas de uma forma específica, criando um som que é mais agudo do que a nota que está a ser tocada. Esta técnica é normalmente utilizada na guitarra fingerstyle e pode criar um som semelhante ao de um sino. Os harmónicos também podem ser produzidos noutros instrumentos, como o piano ou o violino.

Harmónicos na rede eléctrica

Em engenharia eléctrica, os harmónicos referem-se à distorção da forma de onda eléctrica causada por cargas não lineares no sistema. Estas cargas podem incluir dispositivos electrónicos como computadores, televisores e variadores de velocidade. Quando estes dispositivos retiram corrente da rede eléctrica, podem criar formas de onda de tensão e corrente que não são sinusoidais. A distorção resultante é conhecida como distorção harmónica. Isto pode causar problemas na rede eléctrica, incluindo o aumento do consumo de energia, o sobreaquecimento do equipamento e a interferência nos sistemas de comunicação.

Harmónicos na guitarra Na guitarra, os harmónicos podem ser calculados através de uma fórmula matemática baseada no comprimento da corda e na posição do traste. O primeiro harmónico é produzido dividindo a corda em duas partes iguais e tocando levemente na corda a meio caminho. Isto cria um som que é uma oitava mais alto do que a corda aberta. O segundo harmónico é produzido dividindo a corda em três partes iguais e tocando a corda no ponto dois terços. Isto cria um som que é uma oitava e uma quinta mais alto do que a corda aberta.

Sequência harmónica Uma sequência harmónica é uma série de números em que cada número é o recíproco de um múltiplo de um número fixo. Por exemplo, numa sequência harmónica com um número fixo de 2, o primeiro termo seria 1/2, o segundo termo seria 1/4, o terceiro termo seria 1/6, e assim por diante. As sequências harmónicas são utilizadas na matemática e na física para descrever fenómenos como as ondas sonoras e a radiação electromagnética.

Em conclusão, os harmónicos são um aspecto importante tanto da música como da engenharia. A compreensão do conceito de harmónicos pode ajudar-nos a apreciar a beleza da música e também a conceber sistemas eléctricos mais eficientes e fiáveis.

FAQ
O que são os instrumentos harmónicos?

Os instrumentos harmónicos são instrumentos musicais que produzem harmónicos, que são sobretons ou parciais da frequência fundamental do instrumento. Exemplos de instrumentos harmónicos incluem a guitarra, o violino, o piano e a harpa. Estes instrumentos produzem uma série de harmónicos que estão relacionados com a frequência fundamental e dão a cada instrumento o seu timbre ou cor de tom únicos.

Ali, o que é um harmónico no domínio da física e quais as suas principais aplicações?

No domínio da física, um harmónico é uma onda cuja frequência é um múltiplo inteiro da frequência fundamental. É também conhecida por sobretom ou parcial. Os harmónicos têm várias aplicações, como por exemplo na música, onde determinam a qualidade e o timbre de um som. São também utilizadas nas telecomunicações, nos sistemas de energia e no processamento de sinais. Além disso, os harmónicos desempenham um papel importante no estudo das vibrações e dos fenómenos de ressonância em estruturas e materiais.

Também pode perguntar como funciona um campo harmónico?

Um campo harmónico é criado quando múltiplas frequências são combinadas de uma forma específica. As frequências harmónicas são múltiplos de uma frequência fundamental e podem reforçar-se ou anular-se mutuamente, dependendo da sua relação de fase. Quando as harmónicas são combinadas de uma forma que reforça a frequência fundamental, cria-se um campo harmónico que pode ser utilizado para várias aplicações, como na música ou em sistemas eléctricos. As propriedades específicas de um campo harmónico dependem das frequências envolvidas e das respectivas amplitudes e fases.