En este post se explica qué son las ondas sinusoidales y cuáles son sus parámetros. Además, podrás ver la diferencia entre una onda sinusoidal, una onda cosenoidal y una onda sinusoidal amortiguada.
Índice
¿Qué es una onda sinusoidal?
La onda sinusoidal, también llamada onda senoidal o simplemente sinusoide, es una onda cuya representación gráfica es equivalente a la de la función seno.
Es decir, una onda sinusoidal es una onda periódica que va oscilando desde un valor máximo a un valor mínimo pasando por todos los valores intermedios.
La onda sinusoidal sirve para representar gráficamente el comportamiento de sistemas oscilantes. Por ejemplo, en ingeniería eléctrica se usa la onda sinusoidal para representar la corriente alterna.
Características de una onda sinusoidal
Ahora que ya sabemos la definición de onda sinusoidal (o sinusoide), vamos a ver cuáles son las características de este tipo de ondas.
- El periodo de oscilación de una onda sinusoidal es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda. Por lo tanto, si representamos en una gráfica una onda sinusoidal en función del tiempo, su periodo es el tiempo que pasa hasta que se repite un mismo punto.
- La frecuencia de una onda sinusoidal es la cantidad de oscilaciones que hace la onda durante un periodo. El periodo y la frecuencia son inversos multiplicativos, por lo que se cumple la siguiente ecuación:
- La frecuencia angular (o pulsación) de una onda sinusoidal es la velocidad a la que oscila la onda. La frecuencia angular es igual a dos por pi partido por el periodo.
- La amplitud de una onda sinusoidal es la distancia vertical entre un pico de la onda y el eje horizontal de la gráfica.
- La fase inicial de una onda sinusoidal corresponde al ángulo en radianes que difiere la onda sinusoidal estudiada de la gráfica de la función seno. Si la onda sinusoidal empieza en el eje horizontal y seguidamente avanza por la parte positiva del eje vertical, significa que la fase inicial es igual a cero.
- La ecuación de una onda sinusoidal nos permite representar cualquier onda de este tipo en una gráfica en función del tiempo, así pues, la fórmula de una onda sinusoidal es:
Sinusoide y cosinusoide
La onda cosenoidal, también llamada cosinusoide o cosenoide, es aquella onda cuya gráfica tiene forma de función coseno.
Sin embargo, la onda cosenoidal tiene la misma gráfica que la onda senoidal pero está desplazada a la izquierda. En concreto, la onda cosenoidal está desfasada π/2 radianes respecto a la onda senoidal.
Por lo tanto, si una onda cosenoidal tiene la misma amplitud y la misma pulsación que una onda sinusoidal, se puede obtener la ecuación de la cosenoide a partir de la ecuación de la sinusoide. Para ello, simplemente se debe añadir una fase inicial de π/2 radianes.
Onda sinusoidal amortiguada
Por último, veremos en qué consiste una onda sinusoidal amortiguada y cuál es la diferencia respecto a una onda sinusoidal pura.
Una onda sinusoidal amortiguada es una onda sinusoidal cuya amplitud tiende a cero a medida que transcurre el tiempo.
Por lo tanto, la diferencia entre una onda sinusoidal amortiguada y una onda sinusoidal es simplemente que la onda sinusoidal amortiguada va disminuyendo progresivamente su amplitud, mientras que una onda sinusoidal mantiene constante su amplitud todo el tiempo.
La ecuación de una onda sinusoidal amortiguada es muy parecida a la ecuación de una onda sinusoidal, basta con añadir un factor exponencial que va reduciendo la amplitud a medida que aumenta el tiempo.
Donde:
es la amplitud instantánea en el tiempo 
.- es un instante determinado.
es la amplitud inicial de la onda sinusoidal amortiguada.
es la constante de decaimiento.
es la pulsación de la onda sinusoidal amortiguada.
es la fase inicial de la onda.
Este tipo de ondas se usan frecuentemente en ingeniería para representar sistemas electrónicos que pierden energía de manera más rápida que la energía que se está suministrando.
