فكرة عمل السماعات
الجمعة، ١٢ نوفمبر ٢٠١٠ ٤:١١ م
عندما نسمع صوت سماعة قوى وناعم ونقى فاول شىء نفعله هو النظر الى ماركتها فجودة السماعات تعتمد على اشياء كثيرة ومنها نظريات غاية فى البساطة ولكنها غاية فى الفعالية ونها المعقد فى حساباته فجودة صناعة بوق السماعة نفسها ليس كل شىء انما صنع صندوق الرنين المناسب لها ولحجمه وقدرتها ومدى الترددات التى ستعمل بها والمواد المستخدمة واخيرا المكان الذى ستوضع به السماعاتوهذه نظرة بسيطة لتكوين معظم السماعات:
تعتبر السماعة المرحلة الاخيرة في ترجمة الاشارات الصوتية واصدار الصوت وهي تقابل الميكرفون في مرحلة تسجيل الصوت، حيث تقوم السماعة بتحويل الاشارات الكهربية الى حركة ميكانيكية تصدر الصوت المسموع.
غشاء السماعة diaphragm
تصدر السماعة الصوت من خلال تذبذب عشاء diaphragm ذو الشكل المخروطي والمكون من الورق او البلاستيك او في بعض الاحيان من المعدن، ويتم تثبيت الجزء العلوي للمخروط بمادة مرنة تسمى suspension تسمح للمخروط بالحركة والاهتزاز داخل تجويف معدني يسمى basket، ويثبت في نهاية المخروط ملف الصوت voice coil والذي يكون مثبت في التجويف المعدني بواسطة مادة مرنة تسمى spider تعمل على تثبيت ملف الصوت في مكانه بينما تسمح له بالحركة للامام والخلف فقط.
الملف الصوتي Voice Coil
يتكون الملف الصوتي سلك يتم لفه على قطعة من الحديد، وعندما يمر تيار كهربي في يتولد مجال كهربي يعمل على تحويل القطعة الحديدية إلى مغناطيس وهذا يسمى المغناطيس الكهربي electromagnet.
وكأي مغناطيس عادي فإن المغناطيس الكهربي له قطبين شمالي وجنوبي ولكن الامر هنا مختلف حيث انه اذا كان التيار الكهربي المار في الملف هو تيار متردد فإن قطبي المغناطيس سوف يتغيران باستمرار حسب اتجاه مرور التيار الكهربي في الملف. ولهذا فإن عكس اتجاه التيار الكهربي في الملف يؤدي إلى ان عكس قطبي المغناطيس.
وهذا ما تقوم به الاشارة الكهربية الصوتية الصادرة عن المكبر amplifier حيث تعمل على تمرير تيار كهربي متردد في الملف، وعند قيامك بالنظر إلى اي سماعة سوف تجد نقتطي توصيل التيار الكهربي للملف.نقطتي توصيل الاشارة الكهربية التي تحمل الصوت في السماعة
المغناطيس Magnets
والسؤال الان ما الدور الذي يقوم به المغناطيس الدائم المثبت في السماعة؟ نعلم ان في اسفل كل سماعة يوجد مغناطيس قوي يصدر هذا المغناطيس مجالاً مغناطيسياً دائماً ويكون الملف الصوتي موجوداً باستمرار داخل هذا المجال المغناطيسي وعندما تمر الاشارة الكهربية الصوتي في الملف الصوتي يتحول إلى مغناطيسي كهربي وحسب قطبية المغناطيس الكهربي فإن المغناطيس الدائم يتجاذب او يتنافر مع الملف الصوتي وحيث ان التيار الكهربي الصوتي المار في الملف الصوتي هو تيار متردد فإن قطبية المغناطيس الكهربي تتغير بنفس الطريقة ولذلك يتحرك الملف الصوتي تحت تأثير قوة التجاذب او التنافر مع المغناطيس الدائم.
حركة الملف الصوتي سوف تعمل على تحريك المخروط المثبت في الملف وفي الجهة الثانية مثبت بواسطة غشاء مرن في جسم السماعة، وحركة المخروط تحدث تضاغطات وتخلخلات في الهواء المحيط بها ينتقل في الوسط إلى الاذن فنسمع الصوت.
وحيث ان الاشارة الكهربائية الصوتية المارة في الملف الكهربي تحمل تردد وسعة تعكس الصوت الذي احدثها فإن الصوت الناتج من السماعة له نفس التردد والسعة ولهذا يكون الصوت الصادر من السماعة مطابقاً للصوت الاصلي.أنواع السماعات
توجد السماعات بانواع واشكال عديدة واحجام مختلفة وهنا يجب ان نعلم ان حجم السماعة له علاقة بتردد الصوت الذي يصدره فالسماعة الكبيرة والتي تسمى woofers ويصل قطر السماعة إلى 25 سم وتكون مخصصة لاصدار الاصوات ذات الترددات المنخفضة مثل صوت الطبلة. والسماعات الصغيرة tweeters حيث يصل قطرها إلى 3 سم وهي مناسبة للاصوات ذات الترددات العالية مثل صوت الالات الحادة كالجتار. وهناك السماعات متوسطة الحجم midrange والتي تستخدم للترددات المتوسطة.
tweeter
tweeter
وهو دائما يتواجد فى اعلى السماعة او يكون منفصلا ويعلق او يلصق كما ان وجود اى عائق امامه يمنع وصول نغماته بسهولة
midrange
وهى تغطى ترددات اصوات المطربين ومعظم الالات الموسيقية
woofer
وهو مختص بالترددات المنخفضة الرخيمة كالبييز جيتار والدرامز
subwoofer
ولذلك نجد ان احسن وسيلة للحصول على افضل جودة صوت هو استخدام الانواع الثلاثة من السماعات مع بعضها البعض للحصول على كل الترددات في النغمة الصوتية، لانه لا يمكن للسماعة الكبيرة ان تصدر الترددات المرتفعة حيث يتطلب منها ان تتذبذب بسرعة كبيرة في حين ان السماعة الصغيرة غير قادرة على اصدار الترددات المنخفضة. ولذلك نجد في الانظمة الصوتية المتقدمة يحتوي صندوق السماعة على سماعة كبيرة واخرى صغيرة وفي بعض الاحيان السماعة الوسطية وذلك ليتم تغطية كل نطاق الترددات الصوتية.
كيف يتم فصل الترددات الصوتي؟
نظراً لاتساع مدى الترددات الصوتية من 20Hz إلى 20,000Hz فإن هذا المدى قسم إلى ثلاثة مناطق هي الترددات العالية والترددات المتوسطة والترددات المنخفضة ولكل نوع من هذه الترددات سماعة مخصصة له موجودة كلها في داخل صندوق واحد. والذي يقوم بتوزيع الترددات على السماعات يسمى الفاصل crossover.
النوع الاكثر استخداماً هو الذي يعرف باسم passive crossover ويتكون من مكثف كهربي وملف كهربي حيث يكون المكثف موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات العالية بينما يكون عازلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة، ويعمل الملف بالعكس حيث يكون موصلاً للتيار الكهربي عند الترددات المنخفضة وعازلاً عند الترددات العالية.
وهناك من له مدخل واحد وثلاث مخارج اويكون لكل سماعة فلترها الخاص
عندما تخرج مرور الاشارة الكهربية الصوتية من المكبر amplifier في طريقها إلى السماعة تمر عبر الفاصل passive crossover المثبت عند كل نوع من السماعات فاذا كانت الترددات كبيرة فإنها تدخل عبر المكثف الى السماعة الصغيرة واذا كان الصوت ذو ترددات منخفضة فإنها تدخل عبر الملف إلى السماعة الكبيرة، وفي حالة السماعات الوسطية يتم استخدام كلا من الملف والمكثف بحيث يتم اختيار قيم محددة لسعة المكثف وحث الملف ليتناسب مع المدى من الترددات الخاصة بهذه السماعة.
المجال الكهربائى
الخميس، ٧ أكتوبر ٢٠١٠ ١١:٥٠ م
تعمل الشحنة الكهربائية الموجودة فى مكان ما على احداث اثر فى الوسط المحيط بها بحيث تتأثر أي شحنة كهربية توضع فيه بقوة كهربائية ؛ عندئذ يقال ان مجالا كهروبائيا يؤثر فى هذا الوسط . يتم تمثيل المجال الكهربائي
اذا تتحرك هذه الشحنة بتاثير القوة التى يمارسها المجال عليها . ترسم خطوط المجال الكهربائى بحيث تدل كثافة هذه الخطوط فى منطة ما على شدة المجال الكهربائى
ومن اهم مميزات خطوط المجال الكهربائى ما يلى
1
الجسم المشحون بشحنة كهربائية سالبة محاط بمجال الكهربائي تتجه خطوطه نحو مركز الشحنة ؛ وتقل كثافتها كلما ابتعدنا عن الشحنة
1
الجسم المشحون بشحنة كهربائية سالبة محاط بمجال الكهربائي تتجه خطوطه نحو مركز الشحنة ؛ وتقل كثافتها كلما ابتعدنا عن الشحنة
2
الجسم المشحون بشحنة كهربائية موجبة محاط بمجال الكهربائي تنطق خطوطه من مركز الشحنة الى الخارج ؛ وتقل كثافتها كلما ابتعدنا عن الشحنة
3
خطوط المجال الكهربائى لاتتقاطع
ويبين الشكل التالى كيف تتفاعل ان خطوط
المجال مع بعضها يؤدى الى تنافر الشحنات المتشابهة ؛ ان خطوط المجال لاتتقاطع مع بعضها
داخليا ؛ وبالنتيجة تحاول كل شحنة ان تبتعد عن الاخرى كما يبين الشكل فى الصورة
شحنات مختلفة هنا يتصل المجالان مع بعضهما داخليا وبالنتيجة تتجاذب الشحنات وتتحركان باتجاه بعضهما
بما ان هناك تنافرا وتجاذبا بين الشحنات الكهربية ؛ فمعنى ذلك أن هناك قوى متبادلة بينهما تؤدي الى تنافرها او تجاذبها ؛ وحيث أن هذه القوى ناشئة عن الشحنات الكهربية تسمى القوة الكهربية . وبناء على قانون كولوم فان القوة الكهربية المتبادلة بين شحنتين كهربائيتين نقطتين تتناسب تناسبا طرديا مع مقدار كل من الشحنتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما
الجسم المشحون بشحنة كهربائية موجبة محاط بمجال الكهربائي تنطق خطوطه من مركز الشحنة الى الخارج ؛ وتقل كثافتها كلما ابتعدنا عن الشحنة
3
ويبين الشكل التالى كيف تتفاعل ان خطوط
المجال مع بعضها يؤدى الى تنافر الشحنات المتشابهة ؛ ان خطوط المجال لاتتقاطع مع بعضها
داخليا ؛ وبالنتيجة تحاول كل شحنة ان تبتعد عن الاخرى كما يبين الشكل فى الصورة
شحنات مختلفة هنا يتصل المجالان مع بعضهما داخليا وبالنتيجة تتجاذب الشحنات وتتحركان باتجاه بعضهما
بما ان هناك تنافرا وتجاذبا بين الشحنات الكهربية ؛ فمعنى ذلك أن هناك قوى متبادلة بينهما تؤدي الى تنافرها او تجاذبها ؛ وحيث أن هذه القوى ناشئة عن الشحنات الكهربية تسمى القوة الكهربية . وبناء على قانون كولوم فان القوة الكهربية المتبادلة بين شحنتين كهربائيتين نقطتين تتناسب تناسبا طرديا مع مقدار كل من الشحنتين وعكسيا مع مربع المسافة بينهما
الكولوم
١١:٤٠ م
يحدد مقدار الشحنة الكهربية التى يحملها جسم معين بعدد الالكترونيات التى فقدتها او اكتسبتها ذرات ذلك الجسم . فاذا فقدت ذراته الكترونا او كثر تكون شحنته موجبة ؛ واذا اكتسبت الكترونا او اكثر تكون شحنته سالبة . تعرف وحدة قياس الشحنة الكهربائية بـــ الكولوم . الكولوم هى قيمة تساوى مجموع شحنات
ان الجسم الذى يكتسب هذا العدد من الالكترونيات ؛ يحمل شحنة سالبة تساوي (1) كولوم . والجسم الذى يفقد هذا العدد من الالكترونيات يحمل شحنة موجبة تساوي (1) كولوم
الكهرباء الساكنة و الشحنة الكهربية
١١:١٩ م
عند دلك قضيب من المطاط بقطعة من الفراء تنفصل بفعل الدلك بعض الالكترونيات عن قطعة الفراء وتلتحق بذرات قضيب المطاط . وبهذا تصبح شحنة قضيب المطاط سالبة (بها فائض من الالكترونيات (فى حين تصبح قطعة الفراء موجبة (بها نقص فى الالكترونيات )كما فى الصورة التاية
وقد اصبح سالب الشحنة وقطعة الفراء وقد اصبحت موجبة الشحنة وبهذا يتبين ان عملية شحن جسم بشحنة كهربائية سالبة ؛ هى فى الواقع اضافة الكترونيات سالبة الى ذرات ذلك الجسم . اما شحن جسم بشحنة كهربائية موجبة هى فى الواقع نزع الكترونات من ذرات ذلك الجسم
الاشتراك في:
التعليقات (Atom)
المشاركات
