Ciencia

Cómo hacer un micrófono… a partir de una máscara facial

Suponga que este condensador de placas paralelas está conectado a una batería de 9 voltios. Un voltio es una medida de la diferencia de potencial eléctrico. En resumen, esta es la energía de una carga potencial eléctrica: es una medida de cuánta energía puede recibir una carga al pasar a través de este potencial. Entonces, esta batería de 9 voltios creará un cambio de potencial de 9 voltios en las placas.

Pero, ¿y si presionas una de las placas para que la distancia entre ellas disminuya ligeramente? Bueno, dado que el capacitor todavía está conectado a una batería de 9 voltios, entonces el potencial aún debería ser de 9 voltios. Sin embargo, si el campo eléctrico sigue siendo el mismo, una distancia más corta significará un potencial más bajo. La única forma de compensar la distancia reducida sería aumentar la carga en las placas. Esta carga adicional provendrá de la batería y se verá como una corriente eléctrica. Por otro lado, si separas más las placas, la carga saldrá del capacitor y también producirá una corriente eléctrica.

En otras palabras, mover las placas de un lado a otro crea una corriente eléctrica cambiante. Esta es la base de cómo funciona un micrófono de condensador. Cuando tienes sonido, hace vibraciones en el aire. Estas vibraciones luego presionan contra una de las placas del micrófono de condensador, creando una corriente eléctrica alterna. Luego puede grabar esta corriente y guardarla para más tarde, así como enviarla a un amplificador y altavoz para obtener sonidos más fuertes.

La ventaja de un micrófono de condensador es que una de las placas del condensador puede ser muy fina y flexible. Esto significa que puede moverse con bastante rapidez en respuesta a los sonidos de alta frecuencia, por lo que no debería sorprenderle que muchos micrófonos de gama alta sean de este tipo. Por supuesto, un pequeño inconveniente es que estos micrófonos necesitan un voltaje aplicado, lo que significa que necesitan una fuente de alimentación. Esto podría deberse a la pequeña batería del micrófono o, más probablemente, al receptor/amplificador de audio.

Ahora veamos un tipo de micrófono ligeramente diferente: un micrófono electret, a veces llamado micrófono de condensador electret. ¿Qué diablos es un electreto? El nombre debería recordarte algo familiar: un imán. Si bien es posible crear un campo magnético con una corriente eléctrica (como un electroimán, como lo muestra aquí Wile E. Coyote), la mayoría de las personas probablemente piensen en algo como un imán permanente. Están hechos de materiales que tienen áreas pequeñas que también crean campos magnéticos llamados dominios magnéticos. Cuando estos dominios magnéticos están alineados en la misma dirección, obtienes un imán con polos norte y sur.

En lugar de tener polos norte y sur constantes para crear un campo magnético, un electreto crea un campo eléctrico usando cargas eléctricas positivas y negativas. Es como cuando un calcetín sale de la secadora con electricidad estática y se pega a las cosas. (Bueno, el calcetín no se mantiene cargado, pero el electreto sí). Si bien el calcetín puede tener simplemente un exceso de carga negativa debido a algunos electrones adicionales, o una carga positiva debido a la falta de electrones, un electreto en realidad puede ser neutral. Incluso si un objeto tiene el mismo número de cargas positivas y negativas, todavía puede crear un campo eléctrico si hay una «separación de cargas». Imagine una molécula con un lado ligeramente positivo y el otro ligeramente negativo. Seguirá siendo neutral, pero creará un campo eléctrico.

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