Analisis de fallo de los altavoces

#1 por mahony el 21/12/2012
Con permiso de Pakkito reabro este hilo por ELECTRONICA que me parece que es mas apropiado que en el TALLER donde empece a ponerlo. y que guarda relacion con el topic que abri alli "Alambres de altavoces"
Consite en tratar de hacer una traduccion de un artculo que su nombre en ingles es " Speaker Failure Analysis" de la pagina de Elliot Sound que me aclara muchas dudas y me dejas con otras ( a veces por la tradccion que no encuentro la palabra adecuada y otras por incomprension tecnica logica y que espero con la ayuda de todos corregir mientras se va exponiendo)
Dicho esto empezamos.
introducción
Cuando un woofer o tweeter fallan durante el uso, la gente a menudo dice que ha "volado" o "quemados". Pero la situación real y lo que realmente hace que los altavoces fallen de repente es un tema que rara vez se explica en detalle.
Debido a la falta de información sólida, extraños mitos y la ciencias ocultas abundan acerca de los errores de ls altavoces, y estos mitos a veces son explotados por quienes ofertan y repararan los altavoces en detrimento de sus clientes.

Aquí está una lista de los tipos más comunes de fallas de un altavoz, en orden aproximado de probabilidades.

Daños sobrecalentamiento de la bobina del altavoz
Fallos de alimentación y la roturas del cable flexible
Falla por el pegamento utilizado
Fallo mecánico de la estructura de cono
Objetos extraños en el entre hierro del imán
Fallo mecánico de la estructura de imán
Agotamiento por encima de excursión (recorrido) del cono.

Mientras que el primer elemento de la lista es el enfoque principal de este artículo, los otros temas también están cubiertos. Muchos pueden pensar que la información que aquí se expone no es posible que tenga razón, pero estos son los hechos. Mucho de lo que usted puede leer en otra parte o es una ilusión o es una fantasía - dos materias primas que abundan en la red.


1 - Datos de bobina móvil del altavoz
Las Bobinas del altavoz se enrollan con alambres ya sea de cobre, aluminio o cobre revestido de una capa de aluminio (CCA). El cable puede ser de sección redonda o, a veces un cable plano. El aluminio tiene la mitad del peso que uno de cobre para la misma resistencia así que se prefiere para los altavoces de alta eficiencia y diafragmas de bocinas. En todos los casos, el alambre está revestido de un material aislante, generalmente un esmalte sintético. En el caso del alambre de aluminio el anodizado puede ser un simple método para proporcionar suficiente aislamiento

Cuando una corriente pasa a través de la bobina del altavoz, se genera calor. La cantidad de calor en vatios está dada por una fórmula muy simple:

P = I ² R - donde I es la corriente RMS y R es la resistencia real de los alambres de la bobina a cualquier temperatura
Con cualquiera de los cables de cobre o aluminio en uso, el valor R se incrementa linealmente en un 0,4% por cada aumento de grado C de temperatura. Esto significa que el valor de R se duplica si la temperatura de la bobina entera aumenta en 250 ° C.



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2 - Construcción de la bobina de un altavoz
Las Bobinas de un altavoz se enrollan sobre moldes o soportes cilíndricos cortos hechos de una variedad de materiales: de papel - la más antigua y más barato.
Los altavoces de grandes potencias suelen utilizar moldes o soportes para sus bobinas de aluminio y, más recientemente, de plásticos de alta temperatura como Kapton. La fibra de vidrio es también bastante común. De estos materiales, el aluminio es generalmente el mejor, debido a que es térmicamente conductor y actúa como un disipador de calor para la bobina móvil. No es un disipador especialmente bueno, porque es pequeño y de material delgado, pero ninguno de los otros moldes o soportes comunes tienen alguna habilidad como disipador

Para hacer frente a las fuertes fuerzas de tracción, el alambre de la bobina debe estar físicamente fijo en su lugar por un adhesivo aplicado antes de su solidificación.
Es crucial que este adhesivo sea capaz de soportar altas temperaturas sin que se ablande o se encienda. Los mejores adhesivos disponibles (epoxi o de poliéster /resinas de poliuretano) puede soportar temperaturas reales de hasta 250 ° C - al menos en el corto plazo.

El calor generado en la bobina del altavoz se pierde en el aire y en la estructura del imán que rodea la bobina. El mecanismo principal es la conducción (ayudado por convección) a través del pequeño entrehierro de las piezas polares del imán a cada lado de la bobina. El material magnético de la pieza polar esta hecho de hierro dulce, ya que es el mejor material para el trabajarlo fácilmente, mientras que el imán en sí está hecho de Alnico 5, ferrita o más recientemente de neodimio.

Muchos woofers de potencias grandes, tienen un agujero en el centro de la pieza polar por el cual el aire se bombea de atrás y hacia delante durante el trabajo del altavoz a bajas frecuencias y esto ayuda a reducir la temperatura de bobina del altavoz. Sobra decir que si el altavoz se utiliza para frecuencias medias y altas hay poco movimiento del cono y no hay efecto de bombeo, por lo que el mecanismo de refrigeración sólo es por conducción / convección.
Algunos fabricantes (aunque muy pocos) han utilizado pequeños ventiladores para forzar la circulación de aire. Éstos normalmente se alimentan de la señal de audio, utilizando un rectificador simple y un filtro, con la capacidad de limitar la tensión al ventilador a un valor seguro. También ha habido algunos arreglos extraños - por ejemplo con el conjunto de imán (con disipador de calor) montado en el frente del cono así que se pone fuera de aire (frío) en lugar de el aire potencialmente caliente en el interior del recinto del altavoz.
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#2 por mahony el 24/12/2012
Continuamos.

4- Impedancia del altavoz
Los fabricantes nominan a cada altavoz con un valor de "impedancia nominal", normalmente 4, 8 o 16 ohmios - esto se hace tanto para altavoces individuales como para sistemas completos. Este valor de Nominal implica "solo un nombre", para simplificar las características de un altavoz en lugar de especificarlo con más datos correctamente.

En el caso de parlantes, como altavoces de graves y altavoces de instrumentos, la situación es simple y el valor nominal se puede hallar mediante un simple multimetro o tester midiendo la resistencia del altavoz y aplicando una fórmula simple...

Impedancia nominal = R + 15%. Donde R es la resistencia en ohmios CD

El "impedancia nominal" de un woofer o de altavoz de un instrumento es el valor más bajo de la impedancia real que exhibe el parlante en todo el rango de audio y a temperatura ambiente. El mínimo real de la impedancia se produce normalmente en la banda entre 200 Hz y 500 Hz, y las frecuencias de prueba habituales son de 250 Hz o 400 Hz. Consulte el gráfico de impedancia en la hoja de datos del altavoz JBL 2226

La impedancia mínima significa que es una resistencia pura (sin ninguna componente de inductancia), lo que equivale a que la corriente y la tensión están en fase. El adicional 15% entonces proviene de las pérdidas de energía en la suspensión, las corrientes de Foucault en la estructura de las pieza polar y el imán y del sonido radiado.

Por encima de este rango de frecuencias (200-500Hz) , los valores de impedancia pueden cambiar enormemente pero nunca caer a un valor menor que la nominal. Por debajo de 250 Hz, los recintos (gabinetes o cajas) tiene un efecto importante sobre los valores de impedancia real, que sólo un cuidadoso software de pruebas de modelado revelará. Es penoso que pocos fabricantes no publiquen las curvas precisas reales de la impedancia de sus productos en los recintos (gabinetes o cajas).


Nota: Cuando se opera a los niveles máximos tolerables de Potencia , la temperatura de la bobina del altavoz puede alcanzar más de 200 ° C por lo que la resistencia a la DC (corriente directa) puede casi duplicarse. Esto significa que el movimiento del cono es mucho menos amortiguado que cuando esta a la temperatura ambiente por los puntos de corte de un crosover pasivo se corren

Si la resistencia de DC (corriente directa) se duplica, también lo hace la impedancia. Por ejemplo: Si un amplificador estaba entregando a un altavoz 700W, la cifra real se acercaría más a los 350Wen el altavoz. Esta reducción de potencia real (y por ende la reducción equivalente de la Presión Sonora SPL) se denomina "Compresión de Potencia”. Sólo unos pocos fabricantes de altavoces son lo suficientemente valientes como para publicar las cifras de “Compresión de Potencia” de sus productos.
Nota: En caso de subir la potencia de salida del amplificador para obtener de vuelta los 700W el altavoz se destruiría ya que estaba en sus propios límites de trabajo.
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