¿Te imaginas un teléfono sin altavoz incorporado o un concierto de música sin esos altavoces gigantes? No, no puedes porque sería inútil comprar un teléfono que no produce sonido o ir a un concierto donde el intérprete sólo canta en la primera fila. Los parlantes son tan importantes para los dispositivos electrónicos y digitales como lo son estos dispositivos para nuestra vida diaria. ¿Y sabes cuál es el corazón del altavoz de tu teléfono inteligente? Un imán minúsculo. Sin un imán en el centro, un altavoz no podrá convertir señales eléctricas en señales mecánicas, es decir, sonido.
Un rápido resumen de la historia de los oradores; Johann Philip Reis creó el primer transmisor de sonido en 1861 utilizando una bobina y un diafragma que podía convertir ondas sonoras en señales eléctricas. Más tarde, en 1876, utilizando bobinas magnéticas para transmitir sonido, Alexander Graham Bell inventó el primer teléfono que tenía usos prácticos. En el siglo XX, los imanes permanentes reemplazaron a los electroimanes y revolucionaron la eficiencia y la compacidad de los altavoces. En la década de 1980, el neodimio (NdFeB) arrasó en el mundo de los altavoces con su fuerza magnética y compacidad incomparables.
Si avanzamos hasta 2024, hemos recorrido un largo camino desde las bobinas y los diafragmas. La mayoría de los sonidos que escuchas todos los días provienen de los parlantes, pero ¿alguna vez te has parado y te has preguntado qué importancia tienen los imanes para los parlantes? Bueno, averigüémoslo.
¿Qué es un imán?
En pocas palabras, un imán es un material que genera un campo invisible, es decir, un campo magnético. El campo magnético es una fuerza fuerte que puede atraer otros materiales como el hierro o el cobalto o repelerlos. Según su capacidad para producir un campo magnético, estas son las dos categorías principales de imanes.
Imanes permanentes: un imán permanente es un imán que tiene un campo magnético permanente. No requiere ninguna fuerza externa para producir un campo magnético constante. Ejemplos de imanes permanentes incluyen neodimio, óxido de hierro y ferrita de bario.
Imanes temporales: los imanes temporales son imanes que pueden producir un campo magnético temporal sólo cuando están bajo la influencia de otro campo magnético. Por lo tanto, requieren un campo magnético extraño para mostrar propiedades magnéticas.
Un campo magnético estable, constante y fuerte es esencial para el funcionamiento de un altavoz. Por eso los imanes permanentes son de suma importancia para los altavoces.
Ciencia del sonido
Otro aspecto que debes comprender para comprender mejor el funcionamiento de un altavoz es el sonido. Es una forma de energía que se crea por la vibración de partículas en un medio, es decir, aire o agua.
Un objeto que vibra crea ondas de presión que atraviesan el medio y dan como resultado ondas sonoras. Las ondas sonoras, después de llegar a nuestros oídos, hacen que nuestros tímpanos vibren, lo que nuestro cerebro interpreta como un sonido que nos permite escuchar música o las voces de otras personas.
Tras este fenómeno natural, los altavoces convierten las señales eléctricas entrantes en energía mecánica creando ondas sonoras. Un imán juega un papel muy importante en el movimiento del diafragma de un altavoz y en la reproducción precisa del sonido. Un diafragma crea ondas sonoras cuando vibra.
¿Cómo funcionan los oradores?
Una bobina móvil, un imán permanente y un diafragma son los tres componentes clave del altavoz que desempeñan un papel clave en la producción de sonido. Así es como funcionan los parlantes utilizando estos componentes.
bobina móvil-El funcionamiento de un altavoz comienza con la inducción de una corriente eléctrica a través de la bobina móvil, que es una bobina de alambre. En respuesta a la corriente eléctrica que fluye a través de ella, la bobina móvil comienza a crear un campo magnético. La posición de la bobina móvil en el altavoz también es crucial para una reproducción precisa del sonido. Se coloca en el campo magnético de un imán permanente y la interacción de estos dos campos magnéticos variables lleva el proceso de producción de sonido aún más lejos.
Imán permanenteComo ya sabemos, un campo magnético constante es un rasgo característico de un imán permanente. Se selecciona un imán permanente en función de la intensidad de su campo magnético, que también es un factor importante para el funcionamiento del altavoz. Cuando los campos magnéticos creados por el imán permanente y la bobina móvil coinciden, hacen que la bobina móvil se mueva rápidamente, lo que resulta en el movimiento del diafragma.
Diafragma-el diafragma está conectado directamente a la bobina móvil y, a medida que la bobina móvil se mueve en respuesta a la interacción entre los dos campos magnéticos, el diafragma, que es una membrana delgada y flexible, también se mueve hacia adelante y hacia atrás. Este movimiento del diafragma inicia un flujo de aire en cascada que crea ondas sonoras.
Y así es como un altavoz crea sonidos en respuesta a una señal eléctrica. Nuevamente, la posición de la bobina móvil y la fuerza del campo magnético del imán permanente son vitales para la producción de ondas sonoras que reflejan las señales eléctricas proporcionadas al altavoz en el primer paso. Un altavoz con un diseño bien diseñado y componentes de la mejor calidad puede convertir fácilmente la energía eléctrica en energía sonora con una distorsión mínima.
¿Por qué son esenciales los imanes en los altavoces?
A continuación te explicamos los motivos por los que los imanes son imprescindibles en los altavoces, algunos de los cuales ya conoces por el contexto anterior.
Creación de un campo magnético.
La razón más importante y obvia es la capacidad del imán para crear y proporcionar constantemente un campo magnético para la producción de sonido. El campo magnético creado por un imán permanente es esencial para el movimiento de la bobina, que es un paso crucial en el funcionamiento del altavoz.
Habilitar el movimiento del diafragma
El movimiento del diafragma es responsable de la creación de ondas sonoras y sólo puede moverse si el imán proporciona un campo magnético para que la bobina se mueva mientras el diafragma está conectado directamente a la bobina.
Conversión de energía eléctrica en energía sonora.
A través de una cascada de pasos operativos en el altavoz, el imán ayuda a crear un movimiento que a su vez convierte las señales eléctricas en energía mecánica, lo que da como resultado la creación de ondas sonoras.
Controlar la reproducción del sonido
El movimiento preciso del diafragma en sincronización con la señal eléctrica es importante para la producción de un audio preciso, claro y sin distorsiones. La fuerza y consistencia del campo magnético proporcionan control sobre la reproducción precisa del sonido.
Influir en la calidad del sonido.
El tamaño y la fuerza del imán también afectan la calidad del sonido producido por los altavoces. A medida que aumentan el tamaño y la fuerza de un imán, también aumenta su capacidad para producir un sonido potente, especialmente en frecuencias más bajas.
Determinar el volumen del sonido.
La fuerza del imán también es responsable de la producción de sonidos más fuertes. Los fuertes imanes permanentes mueven el diafragma más rápidamente, lo que mejora el volumen del sonido producido.
Impactando el tamaño del altavoz
El tamaño del imán también es importante para el tamaño del altavoz. Se utilizan imanes más grandes y más fuertes en altavoces grandes para crear un sonido más potente. Para altavoces más pequeños y compactos, como auriculares o altavoces portátiles, se utilizan imanes más pequeños y potentes, como los de neodimio.
Respuesta de frecuencia de equilibrio
La respuesta de frecuencia de un altavoz también depende del tamaño y la fuerza del imán. Los imanes más grandes suelen ser muy eficaces para producir sonidos de baja frecuencia, mientras que los imanes más pequeños pueden manejar frecuencias altas de manera más eficiente.
Garantizar un rendimiento duradero
Los imanes de neodimio y ferrita son ejemplos de imanes permanentes fuertes. Garantizan la producción de campos magnéticos fuertes y consistentes durante períodos de tiempo más prolongados. Esto mejora la durabilidad del altavoz y garantiza un rendimiento duradero sin necesidad de mantenimiento y/o reemplazos regulares.
Por lo tanto, un imán potente es fundamental para que un altavoz funcione al máximo, tenga una vida útil duradera y produzca un sonido potente y de la mejor calidad en diferentes rangos de frecuencia.
Tipos de imanes utilizados en los altavoces
Los diferentes tipos de altavoces utilizan diferentes tipos de imanes según su tamaño, resistencia, precio y otros factores. Los tipos más comunes de imanes son los imanes de ferrita, los imanes de neodimio y, menos comúnmente, los imanes de alnico. A continuación se ofrece una explicación detallada de cada tipo de imán utilizado en los altavoces.
Imanes de ferrita
Los imanes de ferrita se fabrican utilizando un compuesto cerámico de óxido de hierro que se mezcla con otros materiales como bario o carbonato de estroncio. Son los altavoces más utilizados porque ofrecen buena fuerza magnética y son asequibles.
Ventajas
Estas son las ventajas de los imanes de ferrita.
Asequibilidad –Los imanes de ferrita están fácilmente disponibles porque su producción en masa no es tan costosa como la de otros imanes. Esto los convierte en una opción decente para altavoces económicos, de buena calidad y de mayor tamaño.
Larga vida -Estos imanes ofrecen un rendimiento duradero debido a su capacidad para resistir la corrosión, el óxido, la humedad y las altas temperaturas. Pueden soportar altas temperaturas sin perder sus capacidades magnéticas por más tiempo.
Fácil accesibilidad –El óxido de hierro y otros materiales utilizados para fabricar imanes de ferrita están disponibles en abundancia y, por eso, estos imanes son rentables y de fácil acceso.
Desventajas
Aquí son las desventajas de los imanes de ferrita.
Menor fuerza magnéticaLos imanes de ferrita exhiben una fuerza magnética menor que los imanes de neodimio. Esto los hace menos adecuados para altavoces más pequeños.
Voluminoso-Para producir un sonido potente, los imanes de ferrita deben ser más pesados para producir la fuerza magnética requerida.
No apto para altavoces más pequeños.Debido a su menor fuerza magnética, los imanes de ferrita no son adecuados para altavoces más pequeños y compactos.
Imanes de neodimio
Hecho de una aleación deNeodimio, hierro y boro, los imanes de neodimio exhiben la fuerza magnética más poderosa incluso en tamaños pequeños. Estos imanes son la opción ideal para altavoces más pequeños, compactos y de alto rendimiento, como auriculares, cascos y altavoces Bluetooth compactos.
Ventajas
Estas son las ventajas de los imanes de neodimio.
Alto magnetismo –Los imanes de neodimio son los imanes con mayor carga magnética, ya que pueden crear campos magnéticos mucho más fuertes que los de ferrita y otros imanes. Debido a su alto magnetismo, los imanes de neodimio pueden ofrecer un sonido de alta calidad incluso en altavoces más pequeños.
Ligero –un minúsculo imán de neodimio puede generar un campo magnético mucho más fuerte que la ferrita y otros imanes. Es por eso que vienen en tamaños más pequeños y son fáciles de remendar en productos como imanes circulares personalizados y bolas magnéticas de pulsera.
Reproducción de sonido-Los imanes de neodimio brindan un mejor control sobre el movimiento de la bobina móvil y el diafragma, lo que los convierte en la mejor opción para una reproducción de sonido precisa y limpia. Son ideales para equipos de audio de alto rendimiento.
Desventajas
Estas son las desventajas de los imanes de neodimio.
Costoso –El neodimio es un elemento de tierras raras, lo que significa que el coste asociado a la producción de estos imanes es elevado. El alto costo de estos imanes es probablemente el responsable del alto costo de los parlantes.
Propenso a la corrosión –A diferencia de los imanes de ferrita, los imanes de neodimio son más susceptibles a la corrosión, el óxido y la humedad. Si no se recubren adecuadamente con material protector, los imanes de neodimio pueden perder sus propiedades magnéticas, especialmente en ambientes húmedos y corrosivos.
Sensible al calor –Las temperaturas más altas también pueden hacer que los imanes de neodimio pierdan su fuerza magnética. Esto significa que estos imanes no se pueden utilizar en equipos de audio destinados a ser utilizados en condiciones de calor extremo.
Imanes de álnico
Fabricado a partir de una aleación de Aluminio, Níquel, Cobalto y otros elementos como hierro y cobre. Una vez que el estándar de la industria,Imanes de álnicoAhora son menos comunes debido a la popularidad de los imanes de ferrita y neodimio.
Ventajas
Estas son las ventajas de los imanes Alnico.
Los imanes Alnico crean un campo magnético más estable que contribuye a una producción de sonido más suave.
Los imanes de Alnico son altamente resistentes al calor, lo que significa que pueden funcionar de manera eficiente en condiciones de mucho calor.
Los imanes Alnico son conocidos por su reproducción de sonido natural. Esta propiedad los hace deseables para determinadas personas.
Desventajas
Estas son las desventajas de los imanes Alnico.
Debido al coste de elementos como el cobalto, la producción de estos imanes es costosa, lo que encarece el producto final.
Los imanes de Alnico exhiben una fuerza magnética más baja que incluso los imanes de ferrita, lo que significa que se requieren tamaños mucho más grandes de estos imanes para crear la fuerza magnética requerida.
Los parlantes de Alnico son menos comunes debido a la popularidad y rentabilidad de otros parlantes fabricados con imanes de ferrita o neodimio.
Conclusión
En pocas palabras, los imanes son necesarios para los altavoces porque proporcionan el campo magnético vital para la conversión de energía eléctrica en energía sonora. Los imanes crean un campo magnético que interactúa con el campo magnético de la bobina móvil. En respuesta a eso, la bobina móvil se mueve, lo que hace que el diafragma se mueva. El movimiento del diafragma da como resultado la creación de ondas sonoras. Los imanes de neodimio son el tipo de imán más popular debido a su alto magnetismo y fuerza. Vienen en diferentes tamaños y formas, como imanes de arco o imanes de chincheta. Los imanes de ferrita también ofrecen un magnetismo decente y son más baratos. Por lo tanto, elija sabiamente sus imanes la próxima vez que vaya a buscar imanes.