耳機是如何把電流變成聲音的?多年的疑問終於解開了!

2021-02-23 小學科學庫

我們都知道聲音是由振動產生的,耳機的工作原理和音箱是一樣的:處於永磁場中的線圈與振膜相連,線圈在信號電流驅動下帶動振膜發聲,才能在耳機裡聽到美妙的音樂。

具體的工作原理,就是通電導體在磁場裡受到力的作用。

我們都知道法拉第電磁感應是通過磁通量的變化產生電流的產生。比如閉合電路的一部分導體在磁場裡做切割磁感線的運動時,就會產生電流,簡單說就是磁生電。

反之亦然,電流也是會產生磁場的。而耳機的工作原理,就是電流的變化產生了變化的磁場,靠磁鐵的運動連帶著振膜產生震動,從而發出聲音。

在耳機裡,存在著兩塊磁鐵。一塊是下圖中的強磁性磁體是一塊永磁鐵,固定在耳機的框架上,是粘牢了不能動的;另一塊是連接著振膜的音圈,是一塊電磁鐵,通電時才會產生磁性,是可動的。

兩磁鐵分別繞上線圈,配上兩塊小鐵片,鐵片會隨著磁性強弱而振動,因此產生聲音。由於線圈是聯接到音頻輸出接口上,因此耳機中的電流強弱決定了磁性強弱同時決定了聲音的大小。

接著需要將細銅線卷繞成音圈。音圈就是我們之前說過的那塊電磁鐵,通電後帶動振膜震動發出聲音。

選擇用銅線作材料,主要是能導電、成本低、質量還輕...下圖就是比頭髮絲兒還細的銅線,等下要用到纏繞機給卷繞成線圈。

從一捆線軸上把銅線拉出來,繞到卷線機上。下圖這兩隻旋轉臂繃著勁兒地把拉緊的銅線繞在圓柱上,纏繞上 120 圈就變成音圈了。有個講究是說用的銅線越多,音質也就更好。

纏繞好之後,用鋼剪把兩端的線剪斷,把一個個獨立的音圈收集好。

因為一根線斷了線圈中就沒有電流經過,也就聽不見聲音了。

收音機一般為超外差式,其中的天線線圈是用來接收無線電波的,由於無線電波很弱,需要一根幾十釐米的天線與它相接,天線越長,效果越好。插入耳機中的連線正好充當了天線的作用。

耳機的靈敏度非常高,線圈中只要通過很小的電流就能發聲,袖珍收音機的音頻輸出電流比較弱,使用耳機恰到好處。

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