Mikrofon. Kõlar

11. klass > Füüsika > 4. kursus: Energia

Hääleks (heliks) nimetatakse õhus (või muus keskkonnas) levivaid pikilaineid, mille võnkesagedus jääb vahemikku 20 … 20 000 Hz. Häälelained, kui ei ole just tegemist väga valju (suure amplituudiga) võnkumistega sumbuvad keskkonnas kiiresti.

Selleks, saata häälele vastavaid võnkumisi kaugete vahemaade taha, tuleb need esmalt muuta elektromagnetvõnkumisteks.

Selleks kasutatakse mikrofone, kus tekitatakse häälelainete (õhuosakeste võnkumiste) abil tänu seal asuvatele elektromagnetile ning kergesti muudetava elektrijuhtivusega keskkonnale muutuva tugevusega elektrivool.

100

Mikrofoni tähtsaimad koostisosad on (2) membraan, selle taga asuv (3) kergesti muutuva juhtivusega keskkond (tavaliselt imepeen söepuru), (4) pingestatud pool (elektromagnet) ning (5) ühendusjuhtmed.

Kui (1) häälelained panevad membraani võnkuma, muutub membraani taga asuva keskkonna elektritakistus ning koos sellega ka mähist läbiva voolu tugevus, kusjuures selle voolu muutumise sagedus vastab teda esile kutsunud heli sagedusele, voolu muutumise amplituud aga teda esile kutsunud hääle valjuse muutumisele.

101

Võimendatud häälevõnkumistele vastav mikrofonivool suunatakse seejärel juhtmeid pidi kõlaritesse, kus see elektro- ja püsimagneti vastastikmõju tulemusena muudetakse tagasi õhuvõnkumisteks ehk heliks.

102

Kõlarid koosnevad (1) võnkuva membraaniga ühendatud (2) ferritsüdamikuga (3) elektromagnetist, mis saab oma toite mikrofoniga (läbi võimendi) ühendatud (4) juhtmete kaudu ning (5) püsimagnetist, mille ülesanne on tekitada muutumatu magnetinduktsiooniga magnetväli, mis mõjutab elektromagneti südamikku.

Kui elektromagnetit läbib mikrofonivool, tekib selles mikrofonivoolu muutumisi (sagedus, amplituud) „peegeldav“ magnetväli ning nii tõmbub või tõukub elektromagneti südamik püsimagnetist samas rütmis ja sarnase amplituudiga, nagu võnkus mikrofoni membraani läheduses olnud õhk.

Kuna elektromagnet on ühendatud kõlari membraaniga, hakkab koos sellega liikuma ka membraani lähedal olev õhk ning tekivad taas häälelained.
Peale mikrofonide ja kõlarite leiutamist edastatigi häälega seotud infot lähemate ja kaugemate vahemaade taha läbi juhtmete, mille ühes otsas oli mikrofon, teises aga kõlar. Nii toimis näiteks telefoniside veel 20. sajandi lõpukümnenditelgi.

103