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L.004 Minimizar

  

Puesto que la gran mayoría de los altavoces utilizados hoy en día son de tipo dinámico, vamos a profundizar un poco en el tema para conocerlos mejor.

Un altavoz dinámico está compuesto por las partes que se indican en la siguiente figura.
A destacar: el imán permanente y la bobina móvil, ya que son el corazón de este tipo de altavoces.


La campana o chasis, junto con el imán permanente forman un conjunto rígido que sirve como soporte para todas las demás piezas del altavoz.
Es importante que este conjunto no llegue a deformarse porque ocasionaría problemas en el sonido emitido por el altavoz.

La campana se suele fabricar con chapa delgada a la cual se le añaden nervaduras para aumentar su rigidez sin aumentar significativamente su peso. Se acostumbra a recubrir con una capa galvanoplástica para evitar su oxidación.

El imán permanente es el excitador del altavoz. Suelen estar fabricados con óxidos ferromagnéticos que permiten generar campos magnéticos muy superiores a los generados por  los imanes clásicos, además de ser más livianos que estos.

El cono, la araña, la bobina móvil y la tapa de retención del polvo forman parte del conjunto móvil que será, finalmente, unido a la campana.

Los conos han de poseer una cierta rigidez y, a la vez, han de ser livianos para permitir un desplazamiento lo más ligero posible. Es por ello que se acostumbran a fabricar utilizando materiales fibrosos como la pulpa de papel o la fibra de carbono.

La araña, tiene como misión centrar la parte inferior del cono y la bobina, permitiendo que el conjunto tenga una gran flexibilidad en sentido axial.

La tapa de retención del polvo evita que se pueda acumular el polvo en la zona comprendida entre la bobina y el imán permanente (entrehierro) evitando así efectos indeseados por dicha circunstancia. Esta tapa es únicamente una protección, cualquier altavoz sin esta tapa o con ella dañada podría seguir funcionando perfectamente.

La bobina móvil es una de las partes más delicadas en este tipo de altavoces.
Consta de un tubo cilíndrico, de papel barnizado o aluminio, sobre el cual va un bobinado de hilo conductor (habitualmente cobre barnizado).  Esta bobina, junto a sus soporte, deben ser livianos y robustos a la vez, ya que, además del movimiento mecánico al que están expuestos, las temperaturas que llegan a generarse en esa zona suelen ser bastante elevadas. En ocasiones pueden llegan a superar los 200º Centígrados.


Para llegar a entender como funciona este altavoz necesitaremos unos mínimos conocimientos sobre magnetismo: los imanes y los electroimanes.

- Un imán natural es un mineral (magnetita) con propiedades magnéticas que es capaz de ejercer cierta atracción o repulsión sobre otros elementos magnetizables como el hierro.
- Un imán artificial, es un elemento metálico al cual se le han traspasado propiedades magnéticas (p.ej. por frotamiento con otro imán).
- Un electroimán, es un imán artificial (normalmente una bobina) que únicamente tiene propiedades magnéticas cuando una corriente eléctrica está presente.

Vamos a ver como se comportan los imanes y los electroimanes:

 
Un imán tiene siempre dos polos opuestos: Norte y Sur.
Cuando acercamos lo suficiente dos imanes enfrentados por el mismo polo (N-N o S-S) se produce una fuerza de repulsión que los obliga a separarse entre sí (fig. a).
Si, por el contrario, los enfrentamos con los polos cambiados (N-S o S-N) aparece una fuerza de atracción que los obliga a juntarse (fig.b)

Los electroimanes, como ya se ha dicho, se comportan como los imanes cuando está presente una corriente eléctrica:


Tenemos una bobina de cobre y una pila que hará circular una corriente por la bobina.
Según el sentido que tenga dicha corriente, aparecerán líneas de fuerza en uno u otro sentido pertenecientes a un campo magnético y, por tanto, aparecerán también en extremos de dicha bobina dos polos diferentes (Norte y Sur) como sucede con los imanes.
Si el sentido de la corriente se invierte, también se invierten los polos magnéticos.

¿Qué ocurriría si enfrentásemos un imán con un electroimán?

Pues, como puede verse en la figura de arriba, que estaríamos en la misma situación que si enfrentáramos dos imanes: polos iguales se repelen, polos diferentes se atraen.
Si el imán lo fijamos para que no se mueva, veríamos como en un caso (fig. a), la fuerza magnética alejaría a la bobina del imán y, en el otro caso (fig. b), la atraería.


Bueno, supongo que (sin meternos en mayores profundidades) con lo que hemos visto es suficiente para poder entender como funciona un altavoz dinámico.   

Volviendo a la figura del principio, podemos observar que un altavoz dinámico está compuesto por un imán permanente, situado siempre en la misma posición (está fijo) y, muy cerca de él, un cilindro sobre el que está enrollada una bobina.


El imán está fijado al chasis o campana, formado todo ello un conjunto rígido e inamovible.
La bobina está enrollada sobre un cilindro y este cilindro va pegado a la araña y al cono o diafragma formando todos estos elementos otro conjunto independiente del anterior.
Por último, el borde de la araña y la boca del cono se pegan a la campana permitiendo a todo este conjunto una buena movilidad en sentido axial (en el eje, flechas verdes) y no radial (hacia los lados).
Así, si la bobina móvil se desplazara se producirá también un desplazamiento hacia afuera o hacia adentro del cono y, a su vez, este inducirá un movimiento del aire circundante, efecto tal que permitirá la aparición de un sonido audible.  

Aplicando ahora la teoría comentada, tenemos un imán permanente (fijo) y, en sus cercanías, una bobina móvil que viene a ser un electroimán. Entre ellos pasará lo que ya hemos visto que ocurría al acercar un electroimán a un imán: si los polos enfrentados son iguales se repelen (separan), si son distintos se atraen (acercan).



El imán permanente, al estar fijo, apunta siempre con el mismo polo hacia la bobina móvil (p.ej. el Norte, en rojo).
La bobina móvil, al ser un electroimán estará cambiando permanentemente su polaridad en el caso de que la corriente eléctrica aplicada a la misma también esté cambiando de sentido.

Este es el caso real cuando al altavoz se le aplica una señal de sonido desde el amplificador.
La señal de sonido es una señal eléctrica alterna, compuesta por semi-ciclos positivos (en rojo) y semi-ciclos negativos (en azul) que harán que la corriente en la bobina circule por momentos en un sentido, obligando a desplazar el cono hacia afuera y, en otros momentos circule en sentido contrario, obligando a desplazar esta vez el cono hacia dentro.

Dichos desplazamientos de bobina y cono serán tanto mayores cuanto mayor sea la fuerza de la señal de audio y, por tanto, cuanto mayor sea la corriente que circula por la bobina.
Cuando el valor de la señal de audio es nulo, o sea, cero (no hay señal), la bobina deja de comportarse como un electroimán desapareciendo así toda fuerza que la pueda obligar a desplazarse en cualquier sentido, por lo tanto, el cono del altavoz también permanecerá en reposo.


La construcción de altavoces dinámicos tiene bastante más tela además de lo comentado pero, como seguramente no se nos va a  dar por construir altavoces de estos, no tiene demasiado interés profundizar más en este apartado. 
Hay, sin embargo, otros temas al respecto que sí sería conveniente conocer dada su importancia. Est
os los veremos en otras lecciones.

 


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