Como funcionam os alto-falantes de vibração

Poucos desenvolvimentos na história da música se destacam de todos os outros: o primeiro instrumento musical, o desenvolvimento da tecnologia de gravação e o dia em que Bob Dylan mudou para guitarras elétricas estão entre eles. Talvez a mudança mais importante nas últimas décadas seja a mudança para dispositivos móveis como sistemas de entrega de música.

Smartphones , MP3 players, tablets e outros gadgets tornam a música mais acessível. Mas essa mudança para a música móvel traz um desafio. Ouvir um dispositivo usando fones de ouvido pode ser ótimo. Mas a maioria dos dispositivos móveis não possui alto-falantes internos fortes o suficiente para fornecer uma experiência realmente satisfatória se você quiser compartilhar música com outras pessoas.

Uma solução para o problema é usar alto-falantes portáteis. Mas muitos alto-falantes portáteis não têm potência. O som pode ser metálico ou fino. Você pode conseguir apenas um volume relativamente baixo deles. Outra abordagem é usar alto- falantes de vibração , às vezes chamados de transdutores de vibração .

Esses gadgets transformam superfícies em alto-falantes. Monte um em uma janela ou coloque-o em uma mesa e, de repente, você obtém um som rico e completo. O efeito pode ser surpreendente, principalmente porque esses alto-falantes podem ser relativamente pequenos. Então, como um dispositivo tão pequeno pode criar sons completos?

Para realmente entender como funciona um alto-falante de vibração, primeiro precisamos olhar mais de perto o mundo do som e como o percebemos.

Em seu nível mais básico, som é movimento. Os sons que ouvimos todos os dias são o resultado de moléculas no ar batendo umas nas outras - elas reagem ao impulso que cria o som em primeiro lugar. As moléculas de um gás se movem de maneira aleatória. Essa velocidade desse movimento depende um pouco da temperatura do gás. Gases mais frios têm menos movimento molecular, o que faz com que as colisões dentro desse gás aconteçam mais lentamente do que aconteceriam se as moléculas estivessem se movendo rapidamente.

Mas o ar não é o único meio que pode transmitir sons. Na verdade, o som pode viajar mais rápido através de líquidos e sólidos do que através de gases. As moléculas em líquidos e gases estão mais próximas umas das outras do que nos gases. As moléculas também não se movem tanto quanto dentro de um gás – as colisões entre as moléculas acontecem mais rapidamente como resultado.

A 0 graus Celsius (32 graus Fahrenheit), o som viajará pelo ar a 331 metros por segundo. Isso é aproximadamente 740 milhas por hora. Mas o som viaja a 1.450 metros por segundo através do mercúrio líquido. O vidro sólido transmite som a 5.640 metros por segundo. De um modo geral, quanto mais compactas as moléculas estão dentro de um meio, mais rápido ele tende a transmitir o som.

O som irradia para fora de sua fonte. Imagine uma lagoa parada. Agora vá em frente e jogue uma grande pedra bem no meio. Você verá ondas ondulando para fora do ponto de impacto. Isso é semelhante a como o som viaja - ele se move em ondas em todas as direções. Quanto mais longe você estiver da fonte do som, mais silencioso será, pois as ondas perdem energia e se espalham.

As ondas sonoras variam em frequência e intensidade. Os sons de frequência mais alta têm um tom mais alto. O volume de um som depende de quanto ele altera os níveis de pressão do ar – mudanças maiores significam sons mais altos.

Então, como é que ouvimos esses movimentos moleculares? Temos nossos tímpanos para agradecer por isso. O tímpano é um pedaço fino de pele dentro do ouvido. Quando as moléculas colidem atingem seu tímpano, ele vibra. Pequenos ossos se conectam ao tímpano e transmitem essas vibrações para a cóclea, uma estrutura em seu ouvido interno que contém fluido. As vibrações exercem pressão sobre o fluido dentro da cóclea e o órgão de Corti , outra estrutura dentro do ouvido interno, traduz essas mudanças de pressão em impulsos elétricos que viajam ao longo do nervo auditivo até o cérebro. Seu cérebro então interpreta esses sinais como som.

No Espaço, Ninguém Pode Ouvir Você. . . de forma alguma

Por que o som não pode viajar pelo espaço? É porque as moléculas estão tão distantes umas das outras que não podem interagir. Sem as colisões moleculares não há som. Se você quer um pouco de paz e tranquilidade, o espaço pode preencher o vazio, metaforicamente falando.

Um alto- falante típico tem várias partes. As partes que você pode ver sem abrir um alto-falante são a suspensão, o diafragma e a tampa contra poeira. A suspensão atua como uma estrutura para o diafragma. O diafragma parece um cone simples com a tampa de poeira no centro. A tampa protetora contra poeira cobre uma peça chamada bobina de voz.

A bobina de voz é uma peça móvel dentro do alto-falante. É também um eletroímã. A passagem de corrente através da bobina cria um campo magnético. A inversão da corrente muda a polaridade desse campo magnético. Na base do alto-falante há um ímã permanente. Quando a polaridade do campo magnético da bobina coincide com a do ímã permanente, os dois campos semelhantes se repelem e a bobina se move para fora, empurrando o diafragma. Quando as forças magnéticas são opostas, elas se atraem. Isso puxa a bobina para dentro, puxando o diafragma.

Alternar a eletricidade que flui através da bobina fará com que a bobina se mova para cima e para baixo rapidamente. Isso faz com que o diafragma se mova, o que, por sua vez, faz com que a pressão do ar mude. Os movimentos das moléculas no ar fornecem o som que ouvimos. Um amplificador fornece as mudanças na eletricidade para fazer o diafragma se mover de forma a reproduzir os sons corretos.

Um alto-falante de vibração é semelhante, exceto que não há diafragma. Em vez disso, a bobina de voz se conecta a uma placa móvel. Colocar um alto-falante de vibração em uma superfície sólida posiciona a placa de modo que ela vibre contra essa superfície. À medida que a corrente alterna na bobina, ela se move para cima e para baixo, empurrando a placa móvel. A placa empurra contra a superfície, transferindo a energia para a superfície e transformando-a em um alto-falante. Como os alto-falantes de vibração convertem energia elétrica em energia mecânica, eles também são conhecidos como transdutores. Um transdutor é um dispositivo que pode converter uma forma de energia em outra.

A superfície sólida irá vibrar com o alto-falante, deslocando moléculas de ar ao seu redor. Assim como com qualquer outro som, seu ouvido detecta os movimentos das moléculas de ar em colisão. Alguns materiais reverberam melhor do que outros - nem todos os sólidos são criados iguais. Em geral, vidro e madeira tendem a funcionar melhor com alto-falantes de vibração. Você pode até montar alto-falantes de vibração na parte interna de uma parede, deixando os alto-falantes invisíveis para as pessoas na sala. Como os alto-falantes transferem vibrações para as superfícies em que você os monta, a própria parede enviará som.

Os fabricantes encontraram maneiras inteligentes de incorporar alto-falantes de vibração em vários produtos. Uma empresa cria alto-falantes de vibração que você pode montar em um capacete de esqui, permitindo que você ouça música enquanto desce as pistas. Outros projetam alto-falantes que você pode montar na parte inferior de mesas ou mesas, oferecendo uma superfície completa para trabalhar sem a confusão de alto-falantes visíveis. E depois há alto-falantes de condução óssea, que transferem vibrações diretamente para o seu crânio para que você ouça e sinta a música ao mesmo tempo!

A primeira vez que vi um alto-falante de vibração foi em um quarto de hotel em Las Vegas durante uma visita à CES. A empresa que apresentou o produto demonstrou seus alto-falantes segurando-os contra objetos como caixas de cereais, janelas e até um cartão de visita. Fiquei impressionado com o som que eles conseguiam sair de objetos aparentemente aleatórios. Desde então, o mercado floresceu para alto-falantes de vibração e você pode encontrar modelos de várias empresas diferentes, desde alto-falantes de mesa até instalações de parede.

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