Altavoz electromagnético (en relación con los dispositivos que no emiten sonido en el espacio circundante, pero están destinados a teléfonos y auriculares , se utilizan los términos cápsula electromagnética y teléfono electromagnético ) - un altavoz en el que se crean vibraciones de sonido debido al movimiento de un membrana hecha de material magnético o un ancla de metal en el campo electroimán estacionario . Históricamente, el primer altavoz. Con la llegada de los altavoces dinámicos, el altavoz electromagnético ha caído en desuso en la mayoría de los dispositivos, a excepción de algunos auriculares y emisores de sonido de pequeño tamaño (como los altavoces de los ordenadores ).
El principio de un emisor de sonido electromagnético se utilizó en el teléfono de Bell . Sin embargo, el diseño de su teléfono solo permitía escuchar individualmente el sonido que se estaba reproduciendo. Antes de la llegada de los tubos de radio , se hicieron varios intentos para amplificar el sonido con flujo de aire interrumpido (el principio de la sirena ), pero se destacaron por la mala calidad del sonido y no permitieron el control del volumen.
Con el advenimiento de los tubos de radio , apareció una fuente de señal eléctrica de una potencia suficientemente alta, sin embargo, los dispositivos que funcionaban según el principio del teléfono de Bell no podían reproducir vibraciones de sonido de una amplitud suficiente para emitir sonido directamente en el espacio circundante. . Los cuernos se han utilizado durante mucho tiempo como solución al problema . Sin embargo, las bocinas introdujeron distorsiones en la señal y, además, las bocinas lo suficientemente anchas para reproducir obras musicales eran muy engorrosas.
En 1915Peter Jensensugirió usar un ancla de metal en lugar de una membrana , conectada a un cono de papel [1] , lo que hizo posible abandonar el cuerno voluminoso. El siguiente paso fue la invención de los parlantes inductores, o parlantes del sistema Farand, en los cuales la armadura no se movía en la dirección de las piezas polares, sino paralelamente a su superficie, lo que permitía lograr una mayor amplitud de oscilación y mejor reproducción de bajas frecuencias.
En 1924 Chester W. Arrozy Edward W. Kelloggintrodujo el diseño de altavoz dinámico , que en años posteriores desplazó a los altavoces electromagnéticos de la mayoría de las aplicaciones [2] . Sin embargo, esto no sucedió de inmediato: el hecho es que un altavoz electrodinámico requiere mucha fuerza para que el imán funcione (o tiene menos sensibilidad con el mismo imán). En cambio, los altavoces usaban electroimanes hasta finales de los años 40, lo que requería un suministro de CC adicional . Esto limitó el uso de altavoces en receptores de batería (que agotarían las baterías) y radios . Esta fue también una de las razones por las que se fabricaron altavoces tipo Record en la URSS hasta 1952. Al mismo tiempo, en los receptores de red económicos, una desventaja se convirtió en una ventaja: el devanado de campo sirvió como un filtro de energía adicional para la fuente de voltaje del ánodo, lo que simplificó y abarató el diseño.
También es importante que todas las fuentes de señal disponibles en ese momento (tubos amplificadores, así como transmisión por cable ) tenían una alta impedancia de salida , lo que requería una gran resistencia de carga : la bobina móvil del altavoz, del orden de kiloohmios . En la práctica, una bobina de este tipo debe contener miles de vueltas. La bobina móvil de un altavoz dinámico, por razones estructurales, debe ser compacta y ligera, es imposible fabricarla con tanta resistencia. Por lo tanto (hasta la llegada de los amplificadores de transistores modernos ) para usar un altavoz dinámico, se requería un transformador adecuado para la máxima potencia y el rango de frecuencia de la señal: costoso, pesado y cuidadosamente fabricado. La bobina fija de un altavoz electromagnético es fácil de fabricar con la resistencia necesaria. Además, un altavoz electromagnético permite bastante corriente directa a través de la bobina móvil, lo que era necesario para trabajar con los amplificadores de válvulas más simples.
Después de que se interrumpió la producción de altavoces electromagnéticos, las cápsulas electromagnéticas continuaron utilizándose en teléfonos , así como en auriculares , que no requerían una reproducción de sonido de alta calidad. Además, se siguen produciendo emisores electromagnéticos en miniatura, que tienen un alcance similar a los piezocerámicos . Una vez más, la popularidad de los emisores electromagnéticos fue devuelta por los auriculares internos , ya que no requieren una gran amplitud de oscilación, lo que significa que prácticamente no tienen problemas con el campo magnético desigual en el espacio y las distorsiones no lineales asociadas, como así como audífonos en miniatura , donde el diseño del emisor permite colocarlo de manera más compacta en el canal auditivo .
Altavoz de bocina: la bocina está enrollada
Altavoz electromagnético difusor
Altavoz de inductor de cono
Tipo de altavoz "platillo"
Auriculares de alta impedancia
Sirena miniatura para señales POST
Audífonos JH16 Armature de Jerry Harvey Audio
El convertidor electrodinámico más simple consta de un imán permanente , bobinados de electroimán montados en piezas polares y una membrana hecha de material magnético blando , encerrada en una carcasa hecha de material no magnético. En el estado inicial, la membrana es atraída por las piezas polares debido al imán permanente, por lo que se dobla hacia ellas. Cuando la corriente pasa a través de un electroimán, dependiendo de la dirección de la corriente, los campos magnéticos del imán permanente y el electroimán se suman o se restan. Si sus vectores de inducción magnética están dirigidos en una dirección, se suman y la membrana es atraída con más fuerza por las piezas polares. Si en diferente - el flujo magnético disminuye, la membrana se endereza bajo la acción de la fuerza elástica.
Este esquema es adecuado para teléfonos y auriculares que no son críticos para la calidad del sonido y no requieren un volumen alto. Para tales emisores, tanto el área de la membrana como la amplitud de sus oscilaciones están limitadas. Si el flujo magnético total es lo suficientemente fuerte, la membrana será atraída por los polos y permanecerá inmóvil con su mayor crecimiento. En la dirección opuesta, el movimiento de la membrana está limitado por el flujo magnético resultante cero, cuando la membrana está completamente extendida, después de lo cual, con el aumento de la corriente en el devanado, comenzará a moverse de regreso a las piezas polares. Si intenta colocar la membrana más lejos de las piezas polares, se producirá un deterioro significativo de la eficiencia. Además, debido a la asimetría y al flujo magnético desigual a diferentes distancias de las piezas polares, dicho circuito es propenso a armónicos pares [3] .
También había altavoces difusores de tal esquema: en lugar de una membrana, usaban un ancla de metal, que estaba conectada a un cono de papel con la ayuda de una varilla. Sin embargo, con bastante rapidez, se comenzaron a utilizar circuitos más complejos en los altavoces de cono.
Para compensar los armónicos pares, se utilizaron esquemas en los que la armadura en la posición inicial no se ve afectada por las fuerzas de atracción de los imanes. Para hacer esto, se divide uno o ambos polos del electroimán. Los polos y el inducido están dispuestos de manera que éste es atraído por uno u otro par de polos, según el sentido de la corriente que pasa por el electroimán.
Una de las opciones para dicho mecanismo se muestra en la figura. Aquí, el devanado del electroimán está ubicado alrededor de la armadura, y la armadura misma está montada en el eje. Dependiendo de la dirección de la corriente a través del electroimán, la armadura será atraída al polo superior derecho e inferior izquierdo o al inferior derecho y superior izquierdo. A través del empuje, el ancla se conecta al difusor.
Otra opción, que se usó en altavoces tipo disco (plato) y más tarde en auriculares internos , contiene una armadura flexible conectada a un cono con una varilla. Un extremo de la armadura está conectado a un par de polos opuestos de dos imanes permanentes y el otro extremo está en el espacio entre los otros dos. Cuando la corriente pasa a través de la bobina, dependiendo de la dirección de la corriente, el núcleo es atraído por uno de los dos imanes.
Los circuitos diferenciales tenían una pequeña cantidad de armónicos pares, pero no resolvieron el problema de la fuerza desigual de la atracción del inducido dependiendo de la distancia de la pieza polar, por lo que no fue posible reducir significativamente el nivel de armónicos impares, especialmente a bajas frecuencias. Al mismo tiempo, en emisores pequeños, por ejemplo, en auriculares internos, la amplitud de oscilación requerida es pequeña, por lo que las distorsiones no lineales en dichos auriculares, especialmente en frecuencias medias y altas, no son mayores que en los dinámicos . y por lo tanto son adecuados para la reproducción de sonido de alta calidad .
La característica principal de los altavoces inductores es que la armadura en ellos se movía paralela a la superficie de las piezas polares, lo que hizo posible reducir el espacio entre los polos y la armadura, y también evitar que la armadura toque los polos con una gran amplitud de oscilación.
Uno de los circuitos de altavoces inductores es el sistema Farand. Dicho altavoz también tiene cuatro piezas polares, cada una de las cuales tiene un electroimán. El altavoz de un sistema de este tipo tiene dos armaduras conectadas por una varilla, cuya distancia difiere de la distancia entre los pares de piezas polares. Los devanados de los electroimanes están conectados de tal manera que, cuando se aplica corriente, el flujo magnético a través de un par de polos aumenta, y para evitar que el flujo magnético se cierre a través del otro. Como resultado, uno de los anclajes será atraído hacia "su propio" espacio magnético con más fuerza y el otro, más débil.