O Alto-falante

04/05/2012 09:42:25

O Alto-falante

O alto-falante é um transdutor eletroacústico, da mesma forma que os microfones, no entanto a sua função é converter o sinal elétrico em vibração sonora, sendo que essa conversão dá-se no sentido inverso do microfone.

Eng. Filipe Pereira

Nos alto-falantes é preciso fornecer altas pressões acústicas, e portanto o nível de sinal elétrico aplicado a ele deve ser muito grande, isso implica o uso de amplificadores. O princípio de funcionamento de um alto-falante pode ser visto na figura 1. Ele é constituído basicamente por quatro elementos: estrutura, cone, bobina móvel e ímã. A analogia fundamental é simples, dois ímãs tanto podem atrair-se como repelir-se. O que ocorre no alto-falante é o mesmo, pois o ímã gera um campo magnético fixo, enquanto a bobina, ao ser percorrida por uma corrente elétrica, também gera um campo magnético que tanto pode opor-se como igualar-se em sentido ao do ímã. Isto acontece porque o sinal aplicado à bobina do alto-falante é de corrente alternada, assim sendo, quando a corrente circula num sentido na bobina, é criado um campo magnético que faz com que a bobina seja repelida pelo ímã, e quando a polaridade se inverte faz com que a corrente que circula em sentido contrário origine que a bobina seja atraída pelo imã.

A conversão do sinal elétrico para sonoro dá-se ao prendermos a bobina num cone, que, por sua vez, se encontra fixo à estrutura. O movimento da bobina para frente e para trás faz com que o cone, ao se deslocar, movimente o ar, provocando uma pressão sonora. Ou seja, se injetarmos um sinal de 1 kHz a um alto-falante, o seu cone deverá movimentar-se 1000 vezes por segundo. Tal fato influencia a estrutura de um alto-falante, já que fica evidente que um exemplar de grandes dimensões e elevado peso do conjunto cone+bobina terá dificuldades de efetuar movimentos rápidos (alta frequência). Classificação dos alto-falantes Para uma melhor reprodução de toda a faixa de áudio (20 Hz a 20 kHz), um aparelho de maior qualidade usa um alto-falante para cada intervalo de frequências (figura 2). • Woofer – Resposta aos graves (baixas frequências). São alto-falantes cuja faixa de resposta se situa entre 40 Hz e 1 KHz, aproximadamente. As suas dimensões e peso são normalmente as maiores dentro de todos os tipos de alto-falantes, o que explica a sua característica de não conseguir responder satisfatoriamente às altas-frequências. • Mid-range – Resposta aos médios, entre 200 Hz e 7 kHz aproximadamente. Apesar de terem uma forma construtiva semelhante aos dos woofers (pelo menos na aparência), esses alto-falantes são mais leves, o que possibilita um aumento da sua faixa de resposta em frequência. • Full-range – Resposta ampla. Caracterizam-se por cobrirem uma faixa maior que a dos mid-range, normalmente entre 100 Hz e 10 kHz, sendo utilizados em sistemas de menor potência, como nos de sonorização ambiente. • Tweeters – Resposta aos agudos (altas frequências). A sua frequência situa-se na faixa de 5 kHz, indo até ao final da faixa audível, em torno dos 20 kHz. Características dos alto-falantes • Impedância: É a oposição à passagem de corrente elétrica que o alto-falante apresenta a uma dada frequência, os fabricantes fornecem em catálogo a impedância nominal, que deve ser usada para efeitos de cálculo de um sistema de amplificação. Os valores normalmente encontrados em alto-falantes profissionais são de 8 e 16 ohms. • Potência nominal: É o maior valor de potência expresso em watts, que pode ser aplicado continuamente ao alto-falante. Veja exemplos de impedância e potência nominal de alto-falantes na figura 3.

Caixas Acústicas As caixas acústicas têm a função de aumentar o rendimento sonoro de um alto-falante. Ao ar livre, o som produzido por um alto-falante sai tanto pela frente como por trás dele. Assim, o som que sai por trás anula parte do som da frente, reduzindo o rendimento do alto-falante (figura 4). A caixa acústica é um recipiente fechado, onde o som produzido atrás do alto-falante sai por outra abertura e soma-se com o som da frente, aumentando muito o som total e melhorando sensivelmente a qualidade (figura 5).

Dentro da caixa acústica existem geralmente pelo menos um woofer e um tweeter. Algumas têm mais do que dois alto-falantes. Também há um divisor de frequências (com bobinas e capacitores) usado dentro das caixas acústicas   para fornecerem a cada alto-falante a faixa de frequências apropriada ao seu funcionamento (figura 6). As bobinas facilitam a passagem das baixas frequências (graves) e dificultam a passagem das altas frequências (agudos): Os capacitores funcionam de forma contrária às bobinas: O capacitor bipolar é um eletrolítico que não tem polaridade. * Matéria originalmente publicada na revista Eletrônica Total; Ano:22 N° 152; 2012

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