Wikichicos: Cómo funcionan las cosas/Altavoces de audio
Sonidos[editar]
Cuando oímos algo, nuestros oídos responden a pequeñas vibraciones del aire y las convierten en señales cerebrales. Estas vibraciones del aire se denominan audiofrecuencias o frecuencias sónicas.
Son parecidas a las olas de un estanque: el aire se comprime y se estira muchas veces por segundo. ¿Cuántas veces por segundo? Normalmente se considera que el intervalo oscila entre veinte y veinte mil veces por segundo. Lo escribimos como 20Hz - 20kHz en honor a un físico alemán, Heinrich Hertz. La k de kilo significa "multiplícalo por mil". El hercio es uno de los estándares internacionales o unidades del SI.
Altavoces[editar]
Un altavoz es un dispositivo que convierte una señal de audio eléctrica en ondas mecánicas de sonido. Se basa en una bobina móvil que se desplaza entre los polos de un imán moviendo la membrana y produciendo el sonido.
Cuando hablamos, hacemos vibrar el aire de nuestra laringe a una frecuencia de audio. La laringe también se conoce como la caja de voz de nuestra garganta. Los aparatos electrónicos, como los teléfonos y las radios, también necesitan "altavoces".
Los altavoces hacen vibrar el aire mediante un disco de material rígido llamado diafragma o membrana, que vibra mediante un dispositivo electromagnético llamado transductor. Trans significa transferir, y ducto significa conducir, así que en este caso, la frase "transductor electromecánico" implica que las señales eléctricas conducen al movimiento mecánico.
Las ondas sonoras llegan al oído del oyente a través del aire de la habitación.
La electricidad que llega al transductor está sincronizada con la señal generada por la fuente, normalmente un amplificador que reproduce la radio, un CD u otra entrada digital.
Si los altavoces son muy pequeños y no hacen mucho ruido, solemos llamarlos auriculares. Los altavoces suelen ser más grandes y más ruidosos.
1 - Imán
2 - Bobina móvil
3 - Suspensión
4 - Diafragma o membrana
Partes del Altavoz[editar]
La carcasa del altavoz[editar]
La carcasa del altavoz dinámico consiste básicamente en una carcasa metálica o plástica que soporta un imán permanente de forma cilíndrica, alrededor del cual y de forma concéntrica se encuentra una bobina solidaria a su vez a una membrana fabricada de un cartón especial o incluso de material plástico. La bobina puede moverse libremente sin tocar el imán, aunque muy próxima a él, arrastrando en su movimiento a la membrana.
La membrana[editar]
La membrana transforma la fuerza del motor en presión útil. Suele fabricarse con un perfil en forma de cono o cúpula. Pueden utilizarse distintos materiales, pero los más comunes son el papel, el plástico y el metal.
Muchos conos están fabricados con algún tipo de material compuesto. Por ejemplo, un cono puede estar hecho de papel de celulosa, al que se han añadido fibras de carbono, kevlar, vidrio, cáñamo o bambú; o puede utilizar una construcción de sándwich de nido de abeja; o se le puede aplicar un revestimiento para proporcionarle rigidez o amortiguación adicionales.
Bobina móvil[editar]
La bobina móvil está constituida por espiras esmaltadas de aluminio o cobre, montadas sobre un cilindro solidario con la membrana. La ventaja del aluminio es su ligereza, que reduce la masa en movimiento en comparación con el cobre.
El imán[editar]
El núcleo del cono del altavoz es un potente imán permanente. Cuanto más grande sea el imán, menor cantidad de energía eléctrica necesitara para producir igual volumen.
En los años 60, la mayoría de los fabricantes de excitadores usaban imanes de ferrita, fabricados con una mezcla de arcilla cerámica y finas partículas de ferrita de bario o estroncio.
Debido al aumento de los costes de transporte y al deseo de disponer de dispositivos más pequeños y ligeros, existe una tendencia hacia el uso de imanes de tierras raras más compactos fabricados con materiales como el neodimio y el cobalto de samario
La suspensión[editar]
El sistema de suspensión mantiene la bobina centrada en el hueco y proporciona una fuerza de restauración (centrado) que devuelve el cono a una posición neutra tras el movimiento.
En un altavoz existen dos suspensiones:
- Suspensión superior, araña o aro centrador, consistente en un anillo de material plástico arrugado y rígido, que rodea la base del barquillo donde este se une con la bobina. Su misión es limitar el desplazamiento de la membrana
- La suspensión o anillo elástico superior consiste en un rodete de goma o plástico, que realiza una misión similar al aro centrador, permitiendo, junto con este, solo los desplazamientos axiales de la membrana.
¿Cómo funciona?[editar]
Cuando se aplica a la bobina la señal eléctrica procedente del amplificador o de cualquier otro equipo, se crea un campo magnético que varía de sentido de acuerdo con dicha señal. La bobina genera una corriente eléctrica que provoca un campo magnético que interactúa con el campo del imán permanente, haciendo vibrar la membrana.
Al vibrar la membrana, mueve el aire que tiene situado frente a ella, generando así variaciones de presión en el mismo, o lo que es lo mismo, ondas sonoras.
En función de las variaciones de voltaje de entrada, el membrana vibra y genera perturbaciones equivalentes en el aire.
¿Quíen lo inventó?[editar]
El altavoz dinámico fue inventado en 1925 por Edward W. Kellogg y Chester W. Rice.
¿Cómo obtiene la energía?[editar]
Obtiene su energía de la electricidad a la que se conecta por medio de un enchufe.
¿Es peligroso?[editar]
Usar los auriculares en un nivel de volumen suficientemente alto puede causar el deterioro y/o la sordera temporal o permanente de oído. Los períodos prolongados del volumen excesivamente ruidosos son extremadamente perjudiciales.
Escuchar música a volumen alto a través de auriculares conectados a dispositivos como iPods o reproductores de MP3 o en conciertos musicales, puede causar pérdida de la audición (hipoacusia).[1]
¿Para qué sirve?[editar]
Para transformar una señal eléctrica en sonido
¿Cómo varía?[editar]
Existen diminutos altavoces "tweeter" para reproducir las frecuencias altas y grandes "woofers" para las notas graves, así como otros altavoces de gama media.
Los altavoces más pequeños se encuentran en aparatos como radios, televisores, reproductores de audio portátiles, ordenadores personales (altavoces de ordenador), auriculares y cascos. Los sistemas de altavoces más grandes y potentes se utilizan en sistemas de alta fidelidad domésticos (equipos de música), instrumentos musicales electrónicos, refuerzo de sonido en teatros y salas de conciertos, y en sistemas de megafonía.
¿Qué idea(s) y/o inventos tuvieron que desarrollarse antes de su creación?[editar]
- La bobina
- Ley de inducción de Faraday