III.2. Difuzorul și urechea umană

Urechea umană se aseamănă cu un sistem format din microfon și difuzor.

Microfonul este un aparat care transformă sunetul în semnale electrice. Sunt utilizate mai multe tipuri de microfon, care utilizează diferite metode pentru a converti variațiile de presiune a aerului unei unde sonore într-un semnal electric. Cele mai frecvente sunt microfonul dinamic, care utilizează o bobină de sârmă suspendată într-un câmp magnetic.

Microfoanele sunt utilizate în multe aplicații, cum ar fi telefoane, aparate auditive, sisteme de adresare publică pentru săli de concerte și evenimente publice, producție de imagini în mișcare, inginerie audio în direct și înregistrată, înregistrare de sunet, radiouri bidirecționale, megafoane, radiodifuziune și televiziune și în calculatoare pentru înregistrarea vocii, recunoașterea vorbirii, VoIP și în scopuri neacustice, cum ar fi senzori ultrasonici sau senzori de bătaie.

Difuzorul este dispozitiv folosit în radiofonie care transformă undele electrice în unde sonore prin punerea în vibrație a unei membrane plane sau a unui cornet; este folosit în dispozitivele de radiorecepție și în instalațiile de amplificare a sunetului.

Un difuzor audio convertește un curent electric în sunet (transformând energia electrică în energie acustică) prin folosirea a două componente principale: un magnet și o bobină de sârmă. Când un curent electric trece prin bobină, acesta produce un câmp magnetic (după cum descrie legea inducției, formulată de Faraday), transformând bobina într-un electromagnet.

Curentul produs de un semnal audio nu este însă constant: el alternează rapid între diverse valori extreme. Această variație a curentului prin bobină face ca polaritatea câmpului magnetic indus să varieze puternic. Dacă acum aducem un magnet permanent (care prezintă un câmp magnetic constant) aproape de bobină, magnetul permanent și electromagnetul (bobina) interacționează, comutând rapid între atracție și respingere, rezultând astfel în mișcări înainte-înapoi (vibrații) ale bobinei, care se mișcă solidar cu membrana difuzorului. Aceste vibrații sunt transmise aerului înconjurător, iar când ajung la timpanul nostru, creierul le interpretează ca fiind sunete, dacă frecvența lor se află în domeniul audibil (între 20 Hz și 20 kHz).

În interiorul unui difuzor avem:

1. Con care vibrează.

2. Electromagnet (bobină cu miez de fier)- partea mobilă. El este atras și respins de magnetul fix, vibrând înainte și înapoi. El este atașat la un con confecționat dintr-un material flexibil, care amplifică aceste vibrații, răspândind undele sonore în aer.

3. Magnet permanent fix cu rolul de a produce un câmp magnetic și care interacționează cu câmpul magnetic variabil al electromagnetului.

Hipoacuzia sau scăderea capacității de auz este o afecțiune din ce în ce mai frecventă, atât în rândul persoanelor tinere, cât și în cel al persoanelor vârstnice. Având în vedere că numai un sfert din populația care suferă de hipoacuzie este la vârsta de pensionare, iar majoritatea pacienților sunt adolescenți și adulți tineri, protezele auditive trebuie luate în considerare pentru orice caz de hipoacuzie timpurie.

Componentele de bază ale unui aparat auditiv sunt: un microfon (captează sunetele și le transformă în semnale electrice pe care procesorul le poate înțelege), un amplificator de sunet, un difuzor ( recepționează semnalul electric amplificat și îl convertește în semnal acustic), un procesor de sunet (computer mic, iar scopul lui este să creeze sunet) și o sursă de energie (baterie).

👀 Experiment: Cristale dansatoare