bobina móvil

Una bobina móvil es una bobina de alambre de cobre aislado, fuertemente enrollada, típicamente de 25 a 50 milímetros de diámetro, unida al vértice del cono de un altavoz. Cuando una señal de audio alterna pasa a través de ella, la bobina se encuentra dentro de un campo magnético permanente generado por un imán de ferrita o neodimio. La interacción entre la corriente en la bobina y este campo magnético produce una fuerza lineal que impulsa el cono hacia adelante y hacia atrás, creando ondas sonoras. El nombre proviene de su uso histórico en receptores telefónicos y altavoces de radio antiguos, donde literalmente convertía las señales de voz eléctricas en movimiento mecánico.

Las bobinas móviles se enrollan en formadores cilíndricos, generalmente hechos de Kapton o plástico reforzado con fibra de vidrio, que proporcionan soporte mecánico y estabilidad térmica. El calibre del alambre varía de aproximadamente 0.25 a 1.5 milímetros, dependiendo de la potencia nominal del altavoz; los altavoces de alta potencia requieren alambres más gruesos para manejar una mayor corriente sin sobrecalentarse. El número de espiras varía, pero los diseños típicos tienen entre 50 y 500 espiras. Existen bobinados de una sola capa y de varias capas, utilizándose los diseños de varias capas en aplicaciones profesionales o de alta fidelidad donde la adaptación de impedancia requiere valores de resistencia precisos, típicamente 4, 8 o 16 ohmios.

La bobina móvil se suspende en el entrehierro magnético mediante una combinación del "surround" (el anillo flexible en el borde exterior del cono) y un elemento de "araña" más pequeño, más cerca del vértice. Esta suspensión debe mantener la bobina centrada dentro del entrehierro mientras permite el libre movimiento; si la bobina roza la estructura del imán, la fricción distorsiona el audio y genera calor. La excursión de la bobina, o desplazamiento máximo, varía desde unos pocos milímetros en altavoces compactos hasta 20 milímetros o más en subwoofers diseñados para graves profundos.

Límites térmicos y modos de falla

El calor es el principal enemigo de la longevidad de la bobina móvil. Las bobinas móviles pueden alcanzar los 100 grados Celsius o más bajo operación continua a alta potencia; los adhesivos que unen el alambre al formador pueden ablandarse y el aislamiento del alambre se degrada. Muchos altavoces profesionales incluyen sensores de temperatura de la bobina móvil o fusibles térmicos. En casos extremos, el calor hace que la bobina se delamine del formador o que el alambre se fracture por completo. La entrada de humedad en el bobinado también causa fallas al promover la corrosión del cobre y la degradación del aislamiento.

El reemplazo de la bobina móvil es posible, pero requiere mucha mano de obra, ya que implica la cuidadosa extracción del conjunto del cono, el desenrollado y descarte de la bobina vieja, y el bobinado manual de una nueva con el mismo número de espiras y calibre de alambre. Por esta razón, el diseño de la bobina móvil y la selección de materiales son decisiones de ingeniería críticas; los fabricantes equilibran la rigidez del cono, la masa de la bobina, la capacidad térmica y la impedancia para lograr la respuesta de frecuencia y el manejo de potencia deseados dentro de las limitaciones de costo. Las bobinas móviles de los subwoofers a menudo utilizan aislamiento de 4 capas o superior y alambre de cobre de mayor pureza para soportar la excursión extrema y los ciclos de calor asociados con la reproducción de graves.