Aprofundando nossa discussão sobre teoria elétrica de áudio automotivo, chegamos a uma discussão de como o fluxo de eletricidade através de um condutor cria campos magnéticos ao redor do condutor. Entender a relação entre fluxo de corrente e magnetismo é crucial para entender como um alto-falante funciona.
A primeira correlação documentada entre eletricidade e magnetismo veio de Gian Domenico Romagnosi, um estudioso jurídico italiano do século 19 que notou que uma agulha magnetizada se movia na presença de uma pilha voltaica (o predecessor de uma bateria). Hans Christian Ørsted observou uma ocorrência semelhante em abril de 1820. Ele estava preparando materiais para uma palestra noturna e notou que uma agulha de bússola mudava de direção quando ele conectava uma bateria a um circuito. Nem Romagnosi nem Ørsted podiam explicar o fenômeno, mas sabiam que havia uma relação definida.
Em 1873, James Clark Maxwell lançou uma publicação intitulada Tratado sobre Eletricidade e Magnetismo, que explicava a presença de quatro efeitos:
Eletricidade é o movimento de elétrons para dentro e para fora de um condutor. Um elétron entra na extremidade de um condutor, bate em outro elétron, e assim por diante até que um elétron diferente saia da outra extremidade do condutor e entre na carga.
Como há efetivamente mais elétrons no condutor quando a corrente está fluindo, o equilíbrio de elétrons carregados negativamente para íons carregados positivamente é perturbado e, assim, causa um desequilíbrio no campo magnético ao redor do condutor.
Poderíamos dedicar milhares de palavras para explicar como os átomos funcionam. Mas, em resumo, o núcleo de um átomo tem um núcleo de prótons carregados positivamente com um monte de elétrons carregados negativamente circulando este núcleo. Quando não há fluxo de corrente, um átomo não tem um campo magnético porque a quantidade e o caminho dos elétrons ao redor dos prótons são equilibrados. Quando tiramos um elétron de um átomo e o colocamos em outro, os átomos ficam desequilibrados e, assim, produzem um campo magnético líquido.
Quando a eletricidade flui do terminal positivo de uma bateria para o negativo, um campo magnético é criado ao redor do condutor. Se você olhar para a imagem abaixo, verá a direção do campo magnético relativa ao fluxo de energia.
Nas escolas, isso é frequentemente referido como a regra da mão direita. Se você enrolar sua mão direita ao redor de um condutor com o polegar estendido para cima na direção do fluxo de corrente (colocando o positivo abaixo de sua mão e o negativo acima), seus dedos apontam na direção do campo magnético.
Lembre-se de que, para sinais de áudio, a polaridade da corrente muda de positiva para negativa da mesma forma que as vibrações produzidas por alguém falando ou tocando um instrumento pressurizam e rarefazem o ar para produzir som.
Alto-falantes convencionais de bobina móvel usam uma bobina de fio (chamada de bobina de voz) e um ímã fixo. A eletricidade do amplificador flui através da bobina de voz e cria um campo magnético. A polaridade do campo magnético puxa a bobina para dentro ou a empurra para fora em uma quantidade proporcional à força do campo magnético.
O diagrama abaixo mostra a força exercida na bobina de voz com a corrente fluindo através da metade positiva da forma de onda de áudio.
Este diagrama mostra a força exercida na bobina de voz com a corrente fluindo através da metade negativa da forma de onda de áudio.
À medida que a polaridade da corrente se inverte, a força exercida na bobina de voz também se inverte, que está presa ao cone do alto-falante através do suporte da bobina de voz.
Em relação aos alto-falantes, confiamos e precisamos de campos magnéticos para que funcionem. Dito isso, o magnetismo nem sempre trabalha a nosso favor.
Se houver uma grande quantidade de corrente fluindo através de um condutor, haverá um forte campo magnético ao redor desse condutor. Se colocarmos outro condutor nesse campo magnético, uma tensão será produzida no segundo pedaço de fio.
Em nossos veículos, muitos dispositivos como ventiladores, sensores, o alternador, módulos de controle de iluminação e computadores criam campos magnéticos contendo ruído de alta frequência. Quando um cabo de interconexão mal blindado passa por um desses campos, ele pode captar esse ruído e produzir uma tensão no condutor. Esse fenômeno é por que é importante que seu instalador execute os cabos de interconexão e, frequentemente, os fios dos alto-falantes em seu carro longe de fontes de ruído elétrico.
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Em nosso próximo artigo, vamos falar sobre indutância e capacitância e como essas características afetam sinais elétricos de alta frequência.
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