Todo mundo sabe que os ímãs são necessários em equipamentos eletroacústicos, como alto-falantes, alto-falantes e fones de ouvido. Então, quais funções os ímãs desempenham em dispositivos eletroacústicos? Que efeito o desempenho do ímã tem na qualidade da saída de som? Qual ímã deve ser usado em alto-falantes de diferentes qualidades?
Venha explorar os alto-falantes e os ímãs de alto-falante com você hoje.
O principal componente responsável pela emissão de som em um dispositivo de áudio é um alto-falante, comumente conhecido como alto-falante. Quer se trate de um aparelho de som ou de fones de ouvido, este componente-chave é indispensável. O alto-falante é uma espécie de dispositivo de transdução que converte sinais elétricos em sinais acústicos. O desempenho do alto-falante tem grande influência na qualidade do som. Se você quiser entender o magnetismo do alto-falante, primeiro você deve começar com o princípio sonoro do alto-falante.
O alto-falante geralmente é composto de vários componentes principais, como ferro T, ímã, bobina de voz e diafragma. Todos sabemos que um campo magnético será gerado no fio condutor, e a intensidade da corrente afeta a intensidade do campo magnético (a direção do campo magnético segue a regra da mão direita). Um campo magnético correspondente é gerado. Este campo magnético interage com o campo magnético gerado pelo ímã no alto-falante. Essa força faz com que a bobina de voz vibre com a força da corrente de áudio no campo magnético do alto-falante. O diafragma do alto-falante e a bobina de voz estão conectados entre si. Quando a bobina de voz e o diafragma do alto-falante vibram juntos para fazer o ar circundante vibrar, o alto-falante produz som.
No caso do mesmo volume do ímã e da mesma bobina de voz, o desempenho do ímã tem um impacto direto na qualidade do som do alto-falante:
-Quanto maior a densidade do fluxo magnético (indução magnética) B do ímã, mais forte será o impulso que atua na membrana sonora.
-Quanto maior for a densidade do fluxo magnético (indução magnética) B, maior será a potência e maior será o nível de pressão sonora SPL (sensibilidade).
A sensibilidade do fone de ouvido refere-se ao nível de pressão sonora que o fone de ouvido pode emitir ao apontar para a onda senoidal de 1mw e 1khz. A unidade de pressão sonora é dB (decibel), quanto maior a pressão sonora, maior será o volume, portanto, quanto maior a sensibilidade, menor a impedância, mais fácil será para os fones de ouvido produzirem som.
-Quanto maior for a densidade do fluxo magnético (intensidade de indução magnética) B, menor será o valor Q do fator de qualidade total do alto-falante.
O valor Q (fator de qualidade) refere-se a um grupo de parâmetros do coeficiente de amortecimento do alto-falante, onde Qms é o amortecimento do sistema mecânico, que reflete a absorção e o consumo de energia na movimentação dos componentes do alto-falante. Qes é o amortecimento do sistema de energia, que se reflete principalmente no consumo de energia da resistência DC da bobina de voz; Qts é o amortecimento total e a relação entre os dois acima é Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).
-Quanto maior for a densidade do fluxo magnético (indução magnética) B, melhor será o transitório.
Transitório pode ser entendido como “resposta rápida” ao sinal, Qms é relativamente alto. Fones de ouvido com boa resposta transitória devem responder assim que o sinal chegar, e o sinal irá parar assim que parar. Por exemplo, a transição do solo para o conjunto é mais óbvia em baterias e sinfonias de cenas maiores.
Existem três tipos de ímãs de alto-falante no mercado: alumínio, níquel, cobalto, ferrita e neodímio, ferro, boro. Os ímãs usados em eletroacústica são principalmente ímãs de neodímio e ferritas. Eles existem em vários tamanhos de anéis ou formatos de disco. O NdFeB é frequentemente usado em produtos de alta qualidade. O som produzido pelos ímãs de neodímio tem excelente qualidade de som, boa elasticidade sonora, bom desempenho sonoro e posicionamento preciso do campo sonoro. Contando com o excelente desempenho da Honsen Magnetics, o pequeno e leve neodímio-ferro-boro começou a substituir gradualmente as ferritas grandes e pesadas.
Alnico foi o primeiro ímã usado em alto-falantes, como o alto-falante das décadas de 1950 e 1960 (conhecido como tweeters). Geralmente feito no alto-falante magnético interno (o tipo magnético externo também está disponível). A desvantagem é que a potência é pequena, a faixa de frequência é estreita, dura e quebradiça e o processamento é muito inconveniente. Além disso, o cobalto é um recurso escasso e o preço do alumínio-níquel-cobalto é relativamente alto. Do ponto de vista do desempenho de custo, o uso de alumínio-níquel-cobalto para ímãs de alto-falante é relativamente pequeno.
Ferrites são geralmente transformadas em alto-falantes magnéticos externos. O desempenho magnético da ferrite é relativamente baixo e é necessário um certo volume para atender à força motriz do alto-falante. Portanto, geralmente é usado para alto-falantes de áudio de maior volume. A vantagem da ferrita é que ela é barata e econômica; a desvantagem é que o volume é grande, a potência é pequena e a faixa de frequência é estreita.
As propriedades magnéticas do NdFeB são muito superiores às do AlNiCo e da ferrita e são atualmente os ímãs mais usados em alto-falantes, especialmente alto-falantes de última geração. A vantagem é que sob o mesmo fluxo magnético seu volume é pequeno, a potência é grande e a faixa de frequência é ampla. Atualmente, os fones de ouvido HiFi usam basicamente esses ímãs. A desvantagem é que, devido aos elementos de terras raras, o preço do material é mais elevado.
Primeiramente é necessário esclarecer a temperatura ambiente onde o alto-falante está funcionando, e determinar qual ímã deve ser selecionado de acordo com a temperatura. Diferentes ímãs têm diferentes características de resistência à temperatura e a temperatura máxima de trabalho que podem suportar também é diferente. Quando a temperatura do ambiente de trabalho do ímã excede a temperatura máxima de trabalho, podem ocorrer fenômenos como atenuação e desmagnetização do desempenho magnético, o que afetará diretamente o efeito sonoro do alto-falante.
