Simple højttalere med forskellige membraner

Forsøg nr.: 7
Formål: At demonstrere princippet bag en højttaler.
Resume: Ved hjælp af en spole og en magnet kan man få forskellige overflader til at svinge som en højttalermembran.
Nøgleord: Induktion, magnetisme, højttaler, lyd, svingninger.

Beskrivelse:

En helt simpel højttaler kan laves med en spole, en magnet og højttalermembran:

Tilslut en discman til en spole (eventuelt via en forstærker). Hold spolen ind mod en membran, og pres en magnet ind mod membranen (inde i spolen). Lyden skulle nu kunne høres fra membranen.

Diagram af simpel højttaler. Magneten og spolen skal sammen presses ind mod membranen.

Lyden fra discmanen omsættes til en elektrisk strøm, der svinger frem og tilbage i takt til musikken. Når denne varierende strøm kommer ind i spolen, så dannes der et varierende magnetfelt. Når magnetfelterne fra spolen og fra den permanente magnet påvirker hinanden, så dannes vibrationer, som omdannes til lyd.

Forsøget demonstrerer, hvordan en højttaler virker, og hvordan lyd skabes af vibrationer. Som membran kan man for eksempel bruge en bordplade:

En magnet presses ned mod et bord inde i en spole, der et tilsluttet en discman. Bordet virker nu som en højttaler.

Forsøget er oplagt til byg-selv aktiviteter i en klasse. Eleverne kan selv udforske forskellige muligheder for at bygge højttalere, og det er oplagt at lave konkurrencer om, hvem der kan lave den bedste højttaler.

Fænomenet anvendes faktisk i visse typer høreapparater, hvor personen ikke kan opfange lyd fra omgivelserne. Her kan en lille magnet og spole (koblet til en mikrofon) placeres på kraniet, så lyden forplanter sig direkte til det indre øre. Prøv selv dette ved at presse spole og magnet ind på knoglen bag ved øret eller på kindbenet!

En magnet presses ind mod kraniet, og en spole tilkoblet en discman holdes en over magneten. Forsøgpersonen vil kunne høre musikken, idet kraniet fungerer som en højttalers membran.

Et firma har lavet en såkaldt "Soundbug" (se referencer), som anvender fænomenet til at lave en højttaler ud af en vilkårlig glat overflade.

Forsøget demonstreres på en stand af Fysikshowet under Århus Festuge.

Spørgsmål og svar:

Hvorfor kan jeg ikke høre nogen lyd?

Undersøg først, om der kommer et signal ud i spolen. Dette kan gøres ved at erstatte spolen med en almindelig højttaler. Hvis signalet er der, så skulle der også blive dannet et svingende magnetfelt i spolen. Skru op for forstærkeren og pres spole plus magnet hårdere mod den udvalgte membran. Prøv eventuelt en anden membran.

Udstyr og materialer:

Stærk magnet
Forstærker
Spole
Discman

Referencer:

Link til forsøg i database på University of Waterloo, Canada.
M. Johnson and V. Stonick: "Sound science - A simple and robust hands-on loudspeaker activity", The Physics Teacher 37, 350 (1999). (http://scitation.aip.org/tpt/)
Link til "Soundbug".

PIRA DCS: 3E20.00 (Svingninger og bølger: Lydgengivelse)

Opdateret: 20.09.2007

Har du kommentarer, rettelser eller tilføjelser til dette forsøg, så send en til FYSIKBASEN.DK.