¿Cómo funciona un altavoz?

Jacob O’Neal es una artista que se dedica a explicar, usando infografías animadas en formato GIF, cómo funcionan diversos objetos cotidianos:una pistola, unos altavoces o un motor son algunos de los ejemplos.

Loa altavoces (en ingles Speakers   o incluso tambien LoudSpeakers  ) empujan  y tiran de las moléculas del aire circundante produciendo ondas que el oído humano interpreta como sonido. Incluso se podría decir que la audición  seria como una especie de  detección de movimiento. ¿Qué hace un altavoz que genere sólo    el ritmo adecuado en su viaje de ida y vuelta, y ¿cómo hace sonidos?

Un altavoz es un transductor electroacústico utilizado para la reproducción de sonido desarrollado entre 1920 y 1924 por Chester Rice y Edward Kellog, ambos ingenieros de la General Electric. Su comercialización se inició en 1925 y desde entonces, y tras 8 décadas, sigue siendo el más utilizado. Es barato de construir  y  sigue el proceso de transducción inverso al que utiliza el micrófono dinámico para la captación del sonido.

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. En el entrehierro del imán se coloca una bobina cilíndrica de hilo que está unida al diafragma. La bobina genera una corriente eléctrica que provoca que el imán produzca un flujo magnético que hace 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 cono vibra y genera perturbaciones equivalentes en el aire.

En la siguiente fantástica  infografía de Jacob O’Neal  podemos ver todos  los componentes   de un altavoz convencional del tipo electrodinámico que es el mas normal :

En la imagen podemos ver algunas de las partes fundamentales de un altavoz:

El barquillo del altavoz: se puede fabricar prácticamente en casa, pero el material más utilizado es la pasta de papel, elegido por su gran eficiencia y poco peso. También son habituales los de láminas de carton y láminas plásticas (preferibles en los equipos de alta fidelidad). El barquillo del altavoz dinámico, cuya representación esquemática se muestra en la Figura 1, consiste básicamente en una casa 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.

El diafragma :El diafragma no transforma la fuerza del motor en presión útil. Si el altavoz está destinado a radiar bajas frecuencias, su cono deberá tener una gran superficie, para que pueda radiar suficiente potencia.

Bobina móvil:La bobina móvil está constituida por espiras esmaltadas de aluminio o cobre, montadas sobre un caballo solidario con el diafragma o simplemente soportadas por el propio esmalte. Suele utilizarse hilo de plátano (ribbon) con el fin de obtener mayor conducción para no chocar con menor peso y volumen.

Entrehierro :En el entrehierro se debe concentrar el flujo magnético generado por el imán, por lo que deberá ser muy estrecho. Además deberá ser largo para que admita una gran longitud de bobina. Los fabricantes suelen utilizar bobinas más largas que el entrehierro, con el fin de que el flujo magnético interceptado por la bobina se mantenga constante, aunque la bobina sufra un gran desplazamiento.

La alineación entrehierro-bobina debe mantenerse en todo momento. A veces, los chasis de acero prensado, si se produce un movimiento o golpe brusco, pueden desviar esta alineación, con lo que el sonido reproducido estará distorsionado

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.

El chasis sobre el que va montado el imán es de acero prensado o aluminio fundido. Es más aconsejable el de aluminio fundido porque, al ser más fuerte, permite imanes de mayor tamaño.

El imán de un altavoz suele construirse con una cerámica magnética anular, que crea un campo magnético de densidad de flujo B. Este flujo se conduce al entrehierro por un circuito magnético de material férrico de alta permeabilidad (núcleo, culata, imán, pieza polar, núcleo). Si el imán es potente el altavoz transformará con buen rendimiento la energía eléctrica en acústica.

Además, si el factor de fuerza B.L. (densidad de flujo del imán por longitud de la bobina) tiene un alto valor, se asegura una buena respuesta de altavoz a los transitorios.

Es una pieza que esta entre los hierros y la placa bascular del altavoz, enmascarando la potencia acústica y aumentando la impedancia casi 3 veces, en relación a la frecuencia de los Log.

En un altavoz existen dos suspensiones:

1. Suspensión superior, araña o aro centrador, consistente en un anillo de material plástico arrugado y rígido, que rodea la base del barquillo donde éste se une con la bobina. Su misión es limitar el desplazamiento del diafragma, para evitar que la bobina se salga del entrehierro y al mismo tiempo, mantener la bobina perfectamente centrada en dicho entrehierro para evitar que roce con las paredes, lo que acabaría destruyéndola. En los woofer, donde el movimiento del cono es grande, las suspensiones limitan el desplazamiento del mismo, reduciendo la respuesta en frecuencia del altavoz.
2. 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 éste, sólo los desplazamientos axiales del cono.

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