Termófono
Un termófono es un tipo de transductor que convierte una señal eléctrica en calor , que luego se convierte en sonido. Se puede considerar como un tipo de altavoz que utiliza fluctuaciones de calor para producir sonido, en lugar de vibración mecánica .
El principio básico del termófono se conoce desde el siglo XIX. [1] Los termófonos se han utilizado para calibrar aparatos acústicos (como micrófonos) desde el siglo XX. [2] En los últimos años, también se ha utilizado el nombre de altavoz termoacústico . [3]
Principios
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La termoacústica es el estudio de la interacción entre el calor y el sonido. Es la base del termófono. Byron Higgins, en 1802, informó de la aparición de "llamas cantoras" cuando se colocaban los cuellos de los frascos sobre una llama de gas hidrógeno. Sondhauss (1850) y Rijke (1859) realizaron otros experimentos. En 1878, Lord Rayleigh formuló una teoría de la termoacústica. [4]
La teoría y la práctica de crear sonido con calor eléctrico surgieron a finales del siglo XIX. [5] En 1880, William Henry Preece observó que, al conectar un transmisor de micrófono a un cable de platino, se producían sonidos: [5]
... los efectos sonoros eran más marcados y alentadores cuando se hablaba por el micrófono transmisor M. La articulación, aunque amortiguada, era clara y las palabras se podían oír fácilmente. [5]
En 1917, Harold D. Arnold e Irving B. Crandall de Bell Labs desarrollaron una teoría cuantitativa para el termófono. [4] [6] Desde entonces, los termófonos se han utilizado como un dispositivo de precisión para la calibración de micrófonos. Sin embargo, no se utilizaron ampliamente en otros lugares debido a su baja eficiencia . [4]
Descripción
Cuando se hace pasar corriente alterna a través de un conductor delgado , dicho conductor se calienta y se enfría periódicamente siguiendo las variaciones en la intensidad de la corriente. Este calentamiento y enfriamiento periódico crea ondas de temperatura que el conductor propaga hacia los alrededores. A medida que las ondas de temperatura se propagan alejándose del conductor, la expansión y contracción térmica del medio de transmisión (por ejemplo, el aire) produce ondas sonoras correspondientes . [6]
Un termófono ideal está hecho de un conductor que es muy delgado y tiene una pequeña capacidad calorífica . [6]
Termófonos modernos
En 1999, Shinouda y otros presentaron un termófono de silicio dopado poroso para emisión ultrasónica . [4] En 2008, Xiao et al. informaron sobre un termófono hecho de nanotubos de carbono . Desde entonces, ha habido un resurgimiento de la investigación sobre termófonos y termoacústica. [4] Se están explorando nuevos materiales para termófonos y se han creado termófonos utilizando procesos VLSI (como los circuitos integrados ). [4]
Referencias
- ^ Bouman, Troy (2021). Desarrollo del altavoz termoacústico de nanotubos de carbono (tesis doctoral). Universidad Tecnológica de Michigan. pág. 52. OCLC 1255862532 . Consultado el 4 de abril de 2024 .
- ^ ab Wente, Edward C. (1 de abril de 1922). "El termófono". Physical Review . 19 (4): 333–345. doi :10.1103/PhysRev.19.333.
- ^ Fei, Wenwen (15 de diciembre de 2014). "Altavoz termoacústico de espuma de grafeno impulsado por bajo voltaje". Small . 11 (19): 2252–2256. doi :10.1002/smll.201402982 . Consultado el 4 de abril de 2024 .
- ^ abcdef Mayo, Nathaniel (invierno de 2018). «Avances en termófonos: generación de sonido a partir de calentadores nanoscópicos» (PDF) . Acústica hoy . Consultado el 4 de abril de 2024 .
- ^ abc Preece, William Henry (28 de abril de 1880). «Sobre algunos efectos térmicos de las corrientes eléctricas». Actas de la Royal Society de Londres . 30 : 408–411 . Consultado el 4 de abril de 2024 .
- ^ abc Arnold, HD (julio de 1917). "El termófono como fuente de sonido de precisión". Physical Review . 10 (1). doi :10.1103/PhysRev.10.22 . Consultado el 4 de abril de 2024 .
