Как устроен и работает динамик
Электродинамический громкоговоритель, более известный как динамик, — это устройство, предназначенное для преобразования электрических сигналов в слышимый звук. В основе его работы лежит фундаментальный физический принцип: взаимодействие магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, с электрическим током, протекающим по проводнику. Этот процесс превращает колебания электрического тока звуковой частоты в механические колебания, которые мы и воспринимаем как звук.
Конструкция и механизм преобразования
Ключевым элементом конструкции является подвижная звуковая катушка, которая подключается к источнику электрического сигнала. Эта катушка размещена в узком зазоре мощного постоянного магнита. К катушке жестко прикреплена диафрагма (чаще всего в виде конуса или купола). Когда через катушку проходит переменный ток звуковой частоты, он взаимодействует с магнитным полем магнита, в результате чего катушка начинает колебаться. Эти колебания передаются диафрагме, которая, двигаясь вперед и назад, создает в воздухе волны сжатия и разрежения — то есть звуковые волны.
Типы излучения и конструктивные особенности
По способу излучения звука электродинамические громкоговорители делятся на два основных типа. Первый — это громкоговорители с прямым излучением, где диафрагма излучает звук непосредственно в окружающее пространство. Второй тип — рупорные громкоговорители, в которых звук предварительно направляется и усиливается с помощью акустического рупора, что повышает эффективность излучения, особенно на высоких частотах. Для улучшения качества звучания и повышения надежности устройства, основную рабочую часть — головку громкоговорителя (состоящую из магнита, катушки и диафрагмы) — обычно помещают в специальный корпус из металла или прочной пластмассы. Корпус не только защищает механизм, но и влияет на акустические характеристики, предотвращая акустическое короткое замыкание (когда звуковые волны с тыльной и лицевой стороны диафрагмы гасят друг друга).
Области применения и технические характеристики
Электродинамические громкоговорители нашли широчайшее применение в аудиотехнике. Они являются сердцем большинства звукозаписывающих и звуковоспроизводящих устройств, таких как магнитофоны, электропроигрыватели, электрофоны (радиолы и проигрыватели), акустические системы для домашнего кинотеатра, наушники и многое другое. Для достижения высококачественного звучания во всем слышимом диапазоне частот часто используются многополосные системы. В таких системах устанавливается несколько головок (динамиков), каждая из которых специализируется на воспроизведении определенного частотного диапазона: низкочастотный динамик (сабвуфер или вуфер), среднечастотный и высокочастотный (твитер). Мощность и частотный диапазон громкоговорителей варьируются в зависимости от их назначения. Широкополосные модели, способные воспроизводить частоты от 40 до 15 000 Гц, используются для высококачественного звука. Узкополосные динамики, работающие, например, в диапазоне 300–5000 Гц, могут применяться в системах речевого оповещения или в бюджетной аппаратуре.