Os microfones precisam de magnetismo para funcionar corretamente?
Ímãs e microfones desempenham um papel muito importante em nossas vidas diárias. Você pode ter lido em algum lugar que os ímãs desempenham um papel central nos microfones. Isto é certo?
Os microfones precisam de magnetismo para funcionar corretamente? Microfones dinâmicos(bobina móvel e fita) convertem energia por indução eletromagnética e possuem ímãs construídos em torno de seus diafragmas. Além disso, qualquer microfone com transformador também requer ímãs para funcionar conforme projetado. Microfones condensadores FET sem transformador, por outro lado, não requerem magnetismo.
Portanto, a resposta às vezes é sim e às vezes não. Depende muito do microfone em questão. Neste artigo, discutiremos em detalhes por que alguns microfones precisam de magnetismo e por que outros não. Vou compartilhar exemplos de microfones para ajudar a ilustrar.
Magnetismo e transdutor de microfone dinâmico
Como mencionado, os transdutores dinâmicos de microfone funcionam com base nos princípios do eletromagnetismo. Isso significa que microfones dinâmicos, em particular, requerem magnetismo para funcionar corretamente.
Antes de falarmos sobre os dois principais tipos de microfones dinâmicos(bobina móvel e fita), vamos definir o principal princípio de funcionamento, que é a indução eletromagnética.
O que é indução eletromagnética? A indução eletromagnética é a criação de uma tensão(força eletromotriz) através de um condutor elétrico quando o condutor experimenta um campo magnético variável.
Os transdutores de microfone dinâmicos possuem ímãs permanentes embutidos em seus cartuchos ou defletores. Esses ímãs fornecem o campo magnético necessário para a indução eletromagnética.
Os microfones dinâmicos, como todos os outros microfones, possuem diafragmas que se movem de acordo com as ondas sonoras. Os diafragmas dos microfones dinâmicos contêm o material eletricamente condutor necessário para a indução eletromagnética.
À medida que o diafragma dinâmico do microfone se move com pressão sonora variável, o mesmo acontece com o material condutor.
Ímãs estacionários fornecem um campo magnético permanente. No entanto, à medida que o material condutor muda de posição dentro deste campo, o campo magnético de acordo com o material condutor muda.
Em outras palavras, o campo magnético é permanente, mas o diafragma o experimenta de maneira diferente, dependendo de sua posição dentro do campo.
Assim, o condutor elétrico experimentou um campo magnético variável. Lá, ocorre indução eletromagnética e uma tensão é criada através do condutor.
Como o diafragma se move para frente e para trás(em direções alternadas), essa tensão induzida é CA.
Em última análise, esta tensão AC é o sinal de áudio do nosso microfone.
Como prometido, vamos falar sobre o microfone dinâmico de bobina móvel e o microfone dinâmico de fita.
Transdutor de microfone dinâmico de bobina móvel
O microfone dinâmico de bobina móvel possui uma membrana de diafragma não condutora. No entanto, anexado a este diafragma está uma bobina condutora(normalmente cobre) que fica dentro de um slot cilíndrico em uma estrutura magnética.
Um diagrama simples de transdutor de microfone de bobina móvel é mostrado abaixo:
O diafragma e a bobina condutora acoplada se movem de acordo com as ondas sonoras a que estão sujeitos. Este movimento ocorre dentro de um campo magnético permanente e, portanto, uma tensão(sinal de microfone) é induzida através da bobina condutora.
Observe que a peça polar magnética interna tem a polaridade magnética oposta aos ímãs externos.
Transdutor de microfone de fita dinâmico
O diafragma de um microfone de fita é ele próprio o condutor(geralmente feito de alumínio). Ele fica em uma estrutura magnética permanente conhecida como «defletor».
O diafragma de fita condutora se move para frente e para trás em torno de sua posição de repouso de acordo com as ondas sonoras que encontra. Ele faz isso dentro de um campo magnético e, portanto, uma tensão CA(sinal de microfone) é induzida através dele.
Observe que ao longo de um lado do comprimento da fita, o ímã tem uma polaridade norte e que no outro lado do comprimento da fita, o ímã tem uma polaridade sul.
Magnetismo e o transformador
Além de todos os microfones dinâmicos, qualquer microfone com transformador, por padrão, requer magnetismo para funcionar.
O que é um transformador? Um transformador é um dispositivo elétrico passivo que usa indução eletromagnética para alterar a tensão, corrente e impedância de um circuito primário e introduzir essas mudanças em um circuito secundário. Ele faz isso sem conectar eletricamente os dois circuitos.
Os transformadores são feitos de um único núcleo magnético e dois(ou mais) enrolamentos condutores que envolvem o núcleo sem se tocarem. Nos microfones, os transformadores são bem básicos e geralmente possuem apenas enrolamentos.
Esses dois enrolamentos são conhecidos como:
- Enrolamento Primário(a “entrada” do transformador): Este enrolamento faz parte do circuito que transporta a tensão CA gerada pelo transdutor do microfone.
- Enrolamento Secundário(a “saída” do transformador): Este enrolamento normalmente faz parte do circuito de saída do microfone e transporta o sinal do microfone ajustado.
Abaixo está um diagrama de um transformador elevador. O enrolamento primário está à esquerda e o enrolamento secundário está à direita. Ambos envolvem o núcleo magnético.
Nos microfones, os transformadores geralmente são colocados na saída do microfone. Esses microfones são chamados de “saídas acopladas ao transformador”.
Esses transformadores de saída são usados por vários motivos:
- Para ajustar a impedância da saída do microfone.
- Para impedir que a tensão CC(alimentação fantasma, polarização CC, etc.) alcance partes do microfone que não foram projetadas para tensão CC.
- Para aumentar a tensão(transformador elevador).
- Para reduzir a tensão(transformador abaixador).
- Para equilibrar o sinal(requer com microfones de tubo).
Observe também que em alguns projetos de microfone(como microfones de fita ativos), existem transformadores entre o elemento transdutor e os componentes eletrônicos ativos.
Dependendo do design do microfone, esses transformadores podem ser transformadores elevadores ou redutores.
Transformador step-up
Os transformadores elevadores aumentam ou «aumentam» a tensão entre os enrolamentos primário e secundário enquanto diminuem a corrente. A impedância também aumenta em um transformador elevador
transformador abaixador
Os transformadores abaixadores reduzem ou «reduzem» a tensão entre os enrolamentos primário e secundário, mas aumentam a corrente. A impedância também cai entre os enrolamentos primário e secundário.
Relações de espiras do transformador
Para concluir nossa breve discussão sobre transformadores, vamos falar sobre as equações da relação de espiras.
Como mencionado, o transformador tem um núcleo magnético(e é por isso que o discutimos neste artigo). Enrolados em torno deste núcleo magnético estão bobinas de fio condutor. Uma bobina é o enrolamento primário e a outra é o enrolamento secundário.
Uma «volta» refere-se a cada vez que um enrolamento é enrolado em torno do núcleo magnético. Se o enrolamento primário tiver menos espiras que o secundário, temos um transformador elevador. Pelo contrário, se o enrolamento primário tiver mais espiras que o secundário, temos um transformador abaixador.
Em um mundo ideal sem perdas, temos as seguintes equações de razão de espiras:
- Relação de tensão = número de voltas no enrolamento primário vs. número de voltas no enrolamento secundário.
- Relação de corrente = número de espiras no enrolamento secundário versus número de espiras no enrolamento primário.
- Relação de impedância = quadrado do número de espiras no enrolamento primário versus o número de espiras no enrolamento secundário.
Magnetismo e microfones condensadores
O transdutor do microfone condensador funciona com princípios eletrostáticos. Os principais elementos da cápsula são um diafragma e uma placa traseira que criam uma espécie de condensador de placas paralelas.
Essas placas requerem uma carga elétrica entre elas para funcionar corretamente(via polarização externa ou material de eletreto). No entanto, não há necessidade de magnetismo em uma cápsula de microfone condensador.
Dito isto, os microfones condensadores geralmente possuem transformadores de saída. Isso é particularmente verdadeiro para capacitores FET de tubo e «verdadeiros»(embora existam muitos capacitores sem transformador no mercado).
Portanto, é seguro dizer que muitos microfones condensadores, de fato, exigem magnetismo para funcionar corretamente.
Aqueles com transformadores precisam de magnetismo, enquanto os microfones condensadores sem transformador não.
Uma visão geral dos microfones magnéticos e não magnéticos
Em resumo, os elementos de um microfone que requerem magnetismo para funcionar são as cápsulas dinâmicas do microfone(cartuchos de bobina móvel e elementos de fita/defletor) e transformadores.
Portanto, se um microfone possui algum desses componentes, ele precisa de magnetismo para funcionar corretamente.
Para fornecer mais informações, montei a seguinte lista para ajudar a determinar, em geral, se um determinado tipo de microfone precisa ou não de magnetismo:
| tipo de microfone | Requer magnetismo? |
| dinâmica da bobina móvel | Sim |
| Faixa Passiva Dinâmica | Sim |
| Faixa de opções dinâmica ativa | Sim |
| condensador de tubo | Sim |
| Capacitor FET | Se houver um transformador de saída |
| condensador de eletreto | Não, a menos que haja um transformador |
| lapela | Se você tem uma cápsula dinâmica |
| microfone usb | Se você tem uma cápsula dinâmica |
perguntas relacionadas
Os ímãs afetam os microfones? Os microfones dinâmicos são projetados para converter energia por indução eletromagnética e possuem ímãs dentro de seus cartuchos/defletores. Embora um ímã possa atrair um microfone dinâmico, provavelmente não afetará o desempenho ou perturbará os componentes de um microfone condensador, a menos que seu campo magnético seja grande.
O que são microfones condensadores? Os transdutores de microfone condensador funcionam em princípios eletrostáticos em vez de princípios eletromagnéticos dinâmicos. As cápsulas dos capacitores funcionam como capacitores de placas paralelas e devem ser eletricamente carregadas para funcionar. Os microfones condensadores também requerem outros componentes ativos para emitir um sinal de microfone saudável.
