Электроника для начинающих

Вы должны увидеть упругую горловину динамика, которая обычно изготавливается из желтой ткани. Если вы выполните разрез по ее краю, то сможете вытащить скрытый цилиндр из бумаги, вокруг которого намотана медная катушка динамика. Чтобы можно было лучше рассмотреть катушку, на рис. 5.27 я ее перевернул.

Рис. 5.27.Горловина диффузора должна быть извлечена. Обратите внимание на катушку из медной проволоки, которая входит в углубление между двумя магнитами в основании динамика

С помощью клемм, которые находятся на задней части динамика, к двум концам медного провода этой катушки обычно подается напряжение. Когда катушка находится в углублении, которое видно между внутренним и внешним магнитом, катушка при взаимодействии с магнитным полем воспринимает изменения в напряжении, создавая усилие, направленное вверх или вниз. Это приводит к вибрации диффузора динамика и создает звуковые волны.

Большие динамики в вашей домашней стереосистеме устроены точно так же. У них просто магниты большего размера и катушки, которые в состоянии передавать большую мощность (обычно порядка 100 Вт).

Когда бы я не вскрывал такие небольшие компоненты, как этот, меня всегда восхищала точность и изысканность внутренних деталей и тот способ их массового производства, который дает возможность продавать эти вещи по такой низкой цене.

Я представляю до какой степени могли бы быть поражены пионеры создания теории электричества (например, такие как Фарадей и Генри), если они бы увидели те компоненты, которые мы сегодня воспринимаем, как само собой разумеющееся. Генри тратил дни и недели для того, чтобы намотать катушку вручную для создания электромагнитов, которые были намного менее эффективными, чем в этом небольшом дешевом динамике.

Истоки создания динамиков

В конструкции динамиков используется тот факт, что если вы пропускаете переменный электрический ток через катушку, находящуюся в магнитном поле, то катушка будет перемещаться пропорционально амплитуде этого тока. Эта идея была опубликована еще в 1874 году Эрнстом Симменсом (Ernst Siemens), плодовитым немецким изобретателем. (Он также построил первый электрический лифт в 1880 году.) Сегодня компания Siemens AG является одной из самых крупных среди электронных компаний мира.

Когда Александр Грэхем Белл (Alexander Graham Bell) запатентовал телефон в 1876 году, он использовал идею Эрнста Симменса для генерирования звука в наушнике. После этого устройства воспроизведения звука постепенно улучшались с точки зрения качества звука и его мощности до тех пор, пока в 1925 году Честер Райс (Chester Rice) и Эдвард Келлог (Edward Kellogg) не опубликовали в General Electric статью, в которой были изложены основные принципы, используемые по настоящее время.

В Интернете по адресу http://www.radiolaguy.com/Showcase/GalleryHornSpkr.htm вы найдете отличные фотографии самых первых динамиков, в конструкции которых для увеличения их эффективности использовался рупор (рис. 5.28).

Рис. 5.28.Этот замечательный граммофон Amplion AR-114x показывает какие усилия предпринимали первые конструкторы, чтобы увеличить эффективность воспроизведения звука, когда мощность аудиоусилителей была очень ограниченной. Фотографии от «Sonny, the RadiolaGuy». Изображения первых динамиков показаны на сайте www.radiolaguy.com. Некоторые из них можно приобрести

По мере того, как усилители звука становились более мощными, эффективность динамика становилась менее важной по сравнению с качеством воспроизведения и стоимостью изготовления. Современные динамики преобразуют всего лишь 1 % электроэнергии в энергию акустического сигнала.

Звук, электричество и снова звук

Теперь подошло время объяснить каким образом звук преобразуется в электроэнергию и обратно в звук.

Предположим, что кто-то ударяет палкой в гонг. Кусок металла начинает вибрировать и создавать звуковые волны. Звуковая волна представляет собой пики высокого давления воздуха, за которыми следуют пики низкого давления.

Длина звуковой волны это расстояние (обычно оно в пределах от нескольких метров до миллиметров) между двумя соседними пиками.

Частота звука — это количество волн в секунду, которая обычно выражается в герцах.