Altavoces y micrófonos son transductores recíprocos: la misma estructura electromecánica (bobina móvil en campo magnético + diafragma) puede convertir sonido → electricidad (micrófono) o electricidad → sonido (altavoz). Un altavoz usado como micrófono funciona, pero con limitaciones físicas inherentes.
Principio de reciprocidad electromecánica
En un transductor de bobina móvil:
- Como altavoz: Corriente i(t) en bobina → fuerza F = Bli → aceleración diafragma → presión acústica p(t).
- Como micrófono: Presión acústica p(t) → fuerza → velocidad v(t) → FEM e = Blv.
La constante Bl (factor fuerza) es idéntica en ambos sentidos. Teorema de reciprocidad: La respuesta en frecuencia, directividad y sensibilidad son simétricas (salvo no-linealidades).
Por qué un altavoz es mal micrófono (y viceversa)
| Parámetro | Altavoz optimizado | Micrófono optimizado |
|---|
| Diafragma | Rígido, pesado (cono papel/polipropileno/kevlar 0.2-0.5 mm) | Ultraligero (mylar 3-12 µm / lámina 1-2 µm) |
| Suspensión | Compliant (spider + surround) para excursión grande (±5-10 mm) | Rígida (tensión alta) para resonancia > 20 kHz |
| Bobina | Muchas vueltas, alambre grueso (potencia 10-1000 W) | Pocas vueltas, alambre fino (señal µV-mV) |
| Circuito magnético | Gap ancho, alto flujo (eficiencia potencia) | Gap estrecho, alto Bl/masa (sensibilidad) |
| Respuesta típica | 50 Hz - 20 kHz (coloreada, resonancias) | 20 Hz - 20 kHz (plana, medida) |
| Sensibilidad | 85-95 dB SPL @ 1W/1m (como mic: ~0.1-0.5 mV/Pa) | 10-50 mV/Pa (100-500x más sensible) |
| Ruido propio | Alto (resonancias, masa térmica) | Bajo (5-15 dBA LDC) |
Construcción casera funcional (Para experimentación / emergencia)
- Altavoz donor: Woofer 4-8" (bobina accesible) o driver de compresión (mejor respuesta HF). Evite tweeters de cúpula (bobina diminuta, impedancia alta).
- Conexión: Dos cables a terminales bobina (+ / -). Conector: XLR macho (Pin 2 = +, Pin 3 = -, Pin 1 = pantalla/chasis) o minijack TRS (Tip = +, Ring = -, Sleeve = chasis).
- Preamplificación OBLIGATORIA: Ganancia +40 a +60 dB, baja ruido (EIN < -125 dBu). Interfaz audio, preamp dedicado, o circuito op-amp (INA217, THAT1512, LM358 configuración instrumentación).
- Montaje acústico: Caja sellada pequeña (1-2 L) amortiguada (lana roca) → reduce resonancia caja. O bocina (horn) para directividad y ganancia acústica.
- Paravientos: Espuma + tela densa (pop filter casero: media pantyhose en aro).
Resultados esperados
- Voz inteligible en entorno tranquilo (SNR > 20 dB).
- Respuesta grave reforzada (resonancia caja + masa cono).
- Agudos atenuados > 5-8 kHz (masa cono).
- Ruido manejo alto (golpes en caja = señal).
- No apto para grabación crítica, medición, ni broadcast.
Aplicaciones reales de reciprocidad
- Intercomunicadores half-duplex (altavoz = micrófono + altavoz conmutado).
- Micrófonos de contacto / acelerómetros (bobina + imán + masa sísmica).
- Guitarras electroacústicas: piezo (no bobina) pero principio similar.
- Subwoofers como sensores sísmicos/infrasonido (muy baja frecuencia).
