¿Qué es un timbre y cómo funciona?

La palabra "timbre" viene del alemán "summen" - zumbido. En esencia, este es un dispositivo emisor de sonido utilizado tradicionalmente como dispositivo de señalización. Hasta la fecha, los zumbadores son electromecánicos y piezoeléctricos. Tanto eso como otros encuentran aplicación en diferentes dispositivos.

Históricamente, apareció el primer zumbador electromecánico, que es un relé electromecánico con contactos normalmente cerrados, a través del cual la bobina de este relé está conectada a una fuente de corriente.

El principio de funcionamiento del timbre es simplemente imposible. Cuando fluye una corriente en el circuito de trabajo del zumbador, la bobina del relé se excita, lo que significa que el flujo magnético en su núcleo aumenta, bajo la influencia de la cual los contactos a través de los cuales la bobina se ha alimentado se abren inmediatamente.

Cuando se abren los contactos, el devanado del relé deja de recibir energía, el flujo magnético en el núcleo desaparece, lo que significa que se libera el contacto móvil que acaba de cerrar el circuito de alimentación del relé, y el resorte pone el circuito en su estado inicialmente cerrado.

Y así, los contactos se vuelven a cerrar, la bobina nuevamente recibe energía, y el núcleo nuevamente atrae el contacto del relé móvil, rompiendo nuevamente su propio circuito de suministro. Entonces el proceso se repite una y otra vez. Las vibraciones del brazo del relé hacen un zumbido. La bobina Rumkorff funciona de la misma manera.

Por supuesto, en el transcurso de su funcionamiento, el zumbador basado en relé no solo genera un fuerte ruido de impulso en el circuito de alimentación, sino que también emite una fuerte interferencia en el aire de la radio, por lo tanto, el zumbador se usa, entre otras cosas, para probar la inmunidad al ruido en varios equipos.

El principal inconveniente del zumbador electromecánico es obvio: la presencia de un elemento móvil desgasta el mecanismo y el resorte se debilita con el tiempo, y por lo tanto el tiempo de falla del zumbador no es más de 5000 horas.

Sin embargo, el primer uso del timbre, inventado por Johann Wagner en 1839, y luego desarrollado por John Mirand, quien agregó una campana al martillo vibrador, merece atención. Resultó una campana eléctrica, produciendo un sonido golpeando una campana con un martillo. El martillo de campana estaba conectado a la armadura del relé, que operaba directamente en el modo de timbre.

Los primeros timbres eléctricos instalados en todos los apartamentos estaban dispuestos aproximadamente de la misma manera (ver - Dispositivo de campana eléctrica) Las campanas de alarma contra incendios tienen el mismo dispositivo que las primeras campanas que cuelgan en las estaciones de tren.

Una versión más moderna del zumbador es un emisor de sonido piezoeléctrico, relacionado con dispositivos electroacústicos, y que produce un sonido o ultrasonido audible utilizando el efecto piezoeléctrico inverso.

Aquí se deposita un piezoeléctrico sobre una placa metálica delgada. En el reverso de la capa piezoeléctrica hay pulverización conductiva. La pulverización y la placa en sí son los contactos a los que se suministra energía. Para mejorar la amplitud de la propagación de las vibraciones del sonido, se puede conectar una pequeña boquilla con un orificio a la placa.

El zumbador piezoeléctrico funciona con corriente alterna a un voltaje de 3 a 10 voltios, y la frecuencia de corriente determina la frecuencia del sonido. La frecuencia resonante característica de los emisores de sonido piezoeléctricos se encuentra en el rango de 1 a 4 kHz, lo que conduce a un zumbido fácilmente reconocible con una presión de sonido que alcanza los 75 dB a una distancia de 1 metro del emisor. Tales zumbadores pueden funcionar como micrófonos o sensores.

Los zumbadores piezoeléctricos se usan en despertadores, juguetes, electrodomésticos y teléfonos.El ultrasonido obtenido con su ayuda a menudo se usa en repelentes contra roedores, en humidificadores, en limpieza ultrasónica, etc.