Alto-falante, Altifalante, Speakers

* o termo "altifalante" é mais comum no Português Europeu e "alto-falante" no Português do Brasil, neste artigo usar-se-á ambos os termos de uma forma aleatória

Existe a necessidade de transformar energia elétrica em ondas sonoras, o dispositivo responsável por essa transformação é o Altifalante, alto-falante muitas vezes designado como speaker, falante, coluna de som.

O altifalante é um transdutor eletroacústico, tem como função converter o sinal eléctrico em vibração sonora, nem o melhor sistema sonoro do mundo pode reproduzir som audível sem um ou mais alto-falantes.

Princípio de funcionamento dos alto-falantes

funcionamento altifalante Existem vários tipos de alto-falantes, no entanto, o mais comum funciona pelo deslocamento de uma membrana apoiada numa bobina dentro de um imã permanente, a bobina ao receber os impulsos elétricos desloca o cone que produz ondas sonoras.

A conversão do sinal elétrico para sonoro dá-se pela fixação da bobina ao cone, que por sua vez se encontra fixo na estrutura. O movimento da bobina faz com que o cone, no seu deslocamento, movimente o ar, provocando uma pressão sonora. Se nos terminais da bobina existir um sinal elétrico de 2KHz, o seu cone deverá movimentar-se 2000 vezes por segundo. Tal facto influência a estrutura de um altifalante, já que fica evidente que um altifalante de grandes dimensões e elevado peso do conjunto cone+bobina terá dificuldades de efectuar movimentos rápidos (alta frequência - agudos).

Características Alto-Falantes - Potência, Impedância

Altifalante médios

Impedância: É a oposição à passagem de corrente eléctrica que o altifalante apresenta a uma dada frequência, os fabricantes fornecem em catálogo a impedância nominal, que deve ser usada para efeitos de cálculo de um sistema de amplificação. Os valores normalmente encontrados em altifalantes profissionais são de 8 e 16 Ohm.
Potência nominal: É o maior valor de potência expresso em Watt que pode ser aplicado continuamente ao altifalante.

A potência RMS ou valor quadrático médio ou rms (do inglês root mean square) ou valor eficaz é a potência gerada por uma corrente e tensão alternada que tem o mesmo efeito de uma corrente e tensão contínua. Existe muita confusão quando se encontram referências a equipamentos de áudio em W (Watt) com valores discrepantes. Estes valores são valores de pico, podem induzir em erro.

A potência PP (pico-a-pico) - refere o nível de pico a pico - Peak-to-Peak. É a potencia entre os picos superiores e inferiores de saída. Pode ser calculado o valor RMS a partir deste valor usando a seguinte expressão P_pico-a-pico= 2 * Pico ou RMS = Pico / 1,414

Potência Acústica = Potência Elétrica x Rendimento

Tipos de altifalantes

Quanto maior a potência necessária, maior a necessidade de existir altifalantes específicos para determinadas frequências para que exista uma garantia de uma correta reprodução sonora no espectro de áudio (0-20KHz)
tipos de altofalantes

Para permitir uma melhor qualidade fabricam-se altifalantes específicos para funcionar com uma melhor performance a determinada frequência.

Tweeter: é um altifalante usado para reproduzir a faixa de alta frequência (5kHz em diante) do espectro audível, ou seja, os sons mais agudos.
Woofer: é um altifalante usado para reproduzir frequências graves e médio-graves (300Hz para baixo). Woofers para frequências graves (abaixo de 120Hz) denominam-se subwoofers.
Mid-range: é um altifalante usado para reproduzir as frequências médias de áudio (300Hz a 5kHz). Também engloba os mid-bass, falantes mid-range voltados mais para os médio-graves.
Full-range: "Resposta ampla": Caraterizam-se por cobrirem uma faixa maior que a dos mid-range, normalmente entre 100Hz e 10KHz, sendo utilizado em sistemas de menor potência, como nos de sonorização ambiente.

A resposta de um altifalante a um impulso elétrico faz com que a sua impedância varie, o som produzido é influenciado não só pelo movimento as bobinas internas como também da impedância que varia com o funcionamento.

Para compensar esta limitação de resposta em toda a gama de frequências de áudio utilizam-se circuitos de filtragem para frequências (CROSSOVER)

Caixas Acústicas - Colunas Som

saídas som de altifalantes caixa acustica Ao ar livre, o som produzido por um altifalante sai pela frente e por trás dele. Assim, o som que sai por trás anula parte do som da frente, reduzindo o rendimento do altifalante.

As caixas acústicas têm a função de aumentar o rendimento sonoro de um altifalante.

A caixa acústica é uma caixa fechada que se destina a direcionar o som produzido pelo altifalante fazendo com que saia apenas em um sentido, somando o som produzido na parte posterior do altifalante com o da parte frontal.

Associação de Altifalantes

As possibilidades de associação podem ser resumidas nas configurações Série e Paralela e na combinação de ambas, Série-Paralela.
As associações podem ser feitas tanto eletricamente como acusticamente.

Associação Elétrica Altifalantes	Circuito	Associação Acústica	Configuração
Paralelo Impedância = Z/n; Potência = n * Pe		Paralelo Eficiência = n*No, Fs, Qts, 2+Vas
Série Impedância = Z/n; Potência = n * Pe		Série Push Pull Eficiência = No/2, Fs, Qts, Vas/2
Série - Paralelo Impedância = Z(n=4); Potência = 4 * Pe		Série Pull Pull Eficiência = No/2, Fs, Qts, Vas/2
n=número de falantes; Pe=Potência elétrica; Z=impedância; Fs= Frequência Ressonância; Qts= Qualidade Total; Vas=Controlo Movimento Cone; No= Eficiência de referência.