Potencia de ruido térmico
Pn = k × T × BW
Respuesta rápida
Esta calculadora resuelve Pn = k × T × BW para Potencia de ruido. Con Temperatura (K) 0.5 K, Ancho de banda 10 MHz, el resultado es 6.9 × 10⁻¹¹ µW. Resuelve en 3 direcciones, así que introduces los valores que tienes y obtienes el que necesitas.
Calculadora
Fórmula
Descripción
El ruido térmico de Johnson-Nyquist es el suelo de ruido fundamental generado por el movimiento térmico aleatorio de los portadores de carga en cualquier elemento resistivo. Es ruido blanco (densidad espectral plana) e inevitable en cualquier circuito a temperaturas superiores al cero absoluto. La constante de Boltzmann k = 1,380649 × 10⁻²³ J/K conecta la energía térmica con la temperatura. A temperatura ambiente (290K), la densidad espectral de potencia de ruido es de -174 dBm/Hz, que es el límite último de sensibilidad para cualquier receptor. Reducir el ruido por debajo de este suelo requiere enfriar el receptor, como se hace en radioastronomía.
Variables
- Pn — Potencia de ruido disponible (W)
- k — Constante de Boltzmann (1,38 × 10⁻²³ J/K)
- T — Temperatura en Kelvin (K)
- BW — Ancho de banda de medición (Hz)
Notas prácticas
A 290K: suelo de ruido = -174 dBm/Hz. En 1 Hz de BW: -174 dBm. En 1 kHz: -144 dBm. En 1 MHz: -114 dBm. En 20 MHz (WiFi): -101 dBm. Tensión de ruido a través de una resistencia: Vn = √(4kTRBW). Una resistencia de 10kΩ a temperatura ambiente genera aproximadamente 13 µV RMS de ruido en un ancho de banda de 1 MHz.
Símbolos y unidades
| Símbolo | Significado | Unidad por defecto | Unidades aceptadas |
|---|---|---|---|
| Pn | Potencia de ruido | W | µW, mW, W, kW |
| T | Temperatura (K) | — | K |
| BW | Ancho de banda | MHz | Hz, kHz, MHz, GHz |
Paso a paso
- 1. Datos conocidos: Temperatura (K) 0.5 K, Ancho de banda 10 MHz
- 2. La relación: Pn = k × T × BW
- 3. Sustituir: T = 0.5 K, BW = 10 MHz
- 4. Resultado: Potencia de ruido = 6.9 × 10⁻¹¹ µW
Ejemplos resueltos
Rango mínimo
Datos: Temperatura (K) 0.025 K, Ancho de banda 100 kHz
Resultado: Potencia de ruido = 3.45 × 10⁻¹⁴ µW
Rango bajo
Datos: Temperatura (K) 0.25 K, Ancho de banda 1 MHz
Resultado: Potencia de ruido = 3.45 × 10⁻¹² µW
Típico
Datos: Temperatura (K) 0.5 K, Ancho de banda 10 MHz
Resultado: Potencia de ruido = 6.9 × 10⁻¹¹ µW
Rango alto
Datos: Temperatura (K) 0.8 K, Ancho de banda 100 MHz
Resultado: Potencia de ruido = 1.1 × 10⁻⁹ µW
Rango máximo
Datos: Temperatura (K) 8 K, Ancho de banda 1 GHz
Resultado: Potencia de ruido = 1.1 × 10⁻⁷ µW
Resolver para cada variable
Resolver Potencia de ruido
Temperatura (K) 0.025 K, Ancho de banda 100 kHz → 3.45 × 10⁻¹⁴ µW
Resolver Temperatura (K)
Potencia de ruido 10 mW, Ancho de banda 100 kHz → 7.24 × 10¹⁵ K
Resolver Ancho de banda
Potencia de ruido 10 µW, Temperatura (K) 0.025 K → 2.9 × 10¹⁰ GHz
Cómo varía Potencia de ruido con Temperatura (K)
| Temperatura (K) (entrada) | Potencia de ruido (resultado) |
|---|---|
| 0.05 K | 6.9 × 10⁻¹² µW |
| 0.125 K | 1.73 × 10⁻¹¹ µW |
| 0.25 K | 3.45 × 10⁻¹¹ µW |
| 0.375 K | 5.18 × 10⁻¹¹ µW |
| 0.5 K | 6.9 × 10⁻¹¹ µW |
| 0.75 K | 1.04 × 10⁻¹⁰ µW |
| 1 K | 1.38 × 10⁻¹⁰ µW |
| 2 K | 2.76 × 10⁻¹⁰ µW |
| 3.5 K | 4.83 × 10⁻¹⁰ µW |
| 5 K | 6.9 × 10⁻¹⁰ µW |
Inserta esta calculadora
Pega esto en cualquier página. Sigue funcionando cuando esta página se actualiza y cita la fuente.
<iframe src="https://vbatpower.com/embed/thermal-noise/" width="100%" height="460" style="border:1px solid #1f2a37;border-radius:12px" loading="lazy" title="Potencia de ruido térmico"></iframe>
<p><a href="https://vbatpower.com/formulas/thermal-noise/">Potencia de ruido térmico</a> Calculadora de vbatpower.com</p>Preguntas frecuentes
¿Cómo se calcula Potencia de ruido térmico?
Usa Pn = k × T × BW. Con Temperatura (K) 0.5 K, Ancho de banda 10 MHz, Potencia de ruido resulta 6.9 × 10⁻¹¹ µW.
¿Cuál es la fórmula de Potencia de ruido térmico?
La fórmula es Pn = k × T × BW. El ruido térmico de Johnson-Nyquist es el suelo de ruido fundamental generado por el movimiento térmico aleatorio de los portadores de carga en cualquier elemento resistivo.
¿Cómo se obtiene Temperatura (K) conociendo los demás valores?
Despeja Temperatura (K): con Potencia de ruido 10 mW, Ancho de banda 100 kHz, Temperatura (K) es 7.24 × 10¹⁵ K.
¿Cómo se obtiene Ancho de banda conociendo los demás valores?
Despeja Ancho de banda: con Potencia de ruido 10 µW, Temperatura (K) 0.025 K, Ancho de banda es 2.9 × 10¹⁰ GHz.
Conceptos relacionados
Todas las fórmulas de Señal y RF →¿Necesitas más funciones?
Guarda cálculos, importa datos de telemetría, simula la descarga de la batería y colabora con tu equipo.
Probar la aplicación