Το εξάρτημα: μεγάφωνο

Γενικά για τα μεγάφωνα

Τα μεγάφωνα είναι διατάξεις οι οποίες μετατρέπουν τα (ακουστικά) ηλεκτρικά σήματα σε ηχητικά κύματα. Πρόκειται δηλαδή για ηλεκτρομηχανικούς μετατροπείς ενέργειας που δέχονται ηλεκτρική ενέργεια και την μετατρέπουν σε ηχητική ενέργεια.

Χαρακτηριστικά μεγέθη μεγαφώνων είναι α) Η ισχύς β) Ο βαθμός απόδοσης γ) Η απόκριση συχνότητας δ) Η σύνθετη αντίσταση.

Η ισχύς ενός μεγαφώνου που αναφέρει ο κατασκευαστής είναι η μέγιστη συνεχή ηλεκτρική ισχύ που μπορεί να τροφοφοτηθεί το μεγάφωνο χωρίς να κινδυνεύει να καταστραφεί.

Ο βαθμός απόδοσης ενός μεγαφώνου είναι ο λόγος της ηλεκτρικής ενέργειας που μετατρέπεται σε ήχο προς τη συνολική ενέργεια που φτάνει στο μεγάφωνο. Ο βαθμός απόδοσης ενός μεγαφώνου είναι πολύ μικρός και κυμαίνεται από 5% - 25%

Η απόκριση συχνότητας εκφράζει την ικανότητα του μεγαφώνου να ανταποκρίνεται ομοιόμορφα σ' ολόκληρη την περιοχή ακουστικών συχνοτήτων. Συνήθως οι κατασκευαστές δίνουν την καμπύλη απόκρισης συχνοτήτων για την περιοχή ακουστικών συχνοτήτων από 16ΚHz έως 20KHz

Η σύνθετη αντίσταση ενός μεγαφώνου είναι η τιμή που δίνει ο κατασκευαστής για το συνδυασμό της ωμικής και επαγωγικής αντίστασης του πηνίου που περιέχει το μεγάφωνο στο ηλεκτρικό σήμα καθώς  είναι συνδεδεμένο στην έξοδο του ενισχυτή. Σύμφωνα με τις προδιαγραφές η πραγματική τιμή δεν πέφτει κάτω από το 20% της ονομαστικής τιμής του σε όλο το φάσμα ακουστικών συχνοτήτων.

Τα μεγάφωνα ανάλογα με τον τρόπο μετατροπής του ηλεκτρικού σήματος σε ηχητικό διακρίνονται σε α)Ηλεκτρομαγνητικά μεγάφωνα, β)Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα και γ)Κρυσταλλικά μεγάφωνα.

Ηλεκτρομαγνητικά μεγάφωνα

Τα μεγάφωνα αυτά αποτελούνται από ένα μόνιμο μαγνήτη πάνω στον οποίο είναι τυλιγμένο ένα σταθερό πηνίο και απο μια μεμβράνη που στην πίσω πλευρά της φέρει επίπεδο οπλισμό. Ο οπλισμός αυτός έλκεται ή απωθείται ανάλογα με τις μεταβολές του μαγνητικού πεδίου που παράγει ο μαγνήτης σε συνδυασμό με το πηνίο, προκαλώντας δονήσεις στη μεμβράνης. Οι δονήσεις αυτές παράγουν ηχητικά κύματα που διεγείρουν το αισθητήριο της ακοής.

Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα

Αποτελούνται από ένα ισχυρό μαγνήτη ο οποίος έχει ένα κυλινδρικό διάκενο λίγων χιλιοστών εντός του οποίου τοποθετείται το πηνίο του μεγαφώνου. Το πηνίο είναι τυλιγμένο πάνω σε μια βάση κυλινδρικής μορφής, που μπορεί σε αντίθεση με τα ηλεκτρομαγνητικά να ολισθαίνει κατά μήκος του διάκενου του μαγνήτη.

Η κατασκευή του μεγαφώνου κινητού πηνίου στηρίζεται στο νόμο του Laplace, σύμφωνα με τον οποίο η δύναμη που δέχεται ένας αγωγός που βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο είναι ανάλογος με το μήκος του, το ρεύμα που τον διαρρέει, το μαγνητικό πεδίο και το ημίτονο της γωνίας που σχηματίζει ο αγωγός με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου.

Το μεταβαλλόμενο ρεύμα στη περίπτωση του μεγαφώνου που εφαρμόζεται στα άκρα κινητού πηνίου που είναι τοποθετημένο μέσα σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο, προκαλεί μεταβαλλόμενη δύναμη (Laplace) σ' αυτό, η οποία προκαλεί ταλαντώσεις στον κώνο. Έτσι η μεμβράνη του μεγαφώνου καθώς ταλαντώνεται δημιουργεί ηχητικά κύματα τα οποία μέσω του αέρα φθάνουν στο αισθητήριο της ακοής μας.

Κόρνες

Οι κόρνες είναι ειδικά μεγάφωνα που χρησιμοποιούνται όταν απαιτείται μεγάλη ακουστική απόδοση, όπως συμβαίνει στις μικροφωνικές εγκαταστάσεις υπαίθρου.

Μια κόρνα περιλαμβάνει την ηχητική κεφαλή και την χοάνη. Η ηχητική κεφαλή αποτελείται από ένα ισχυρό μόνιμο μαγνήτη, το πηνίο φωνής και μια μεμβράνη συνήθως από αλουμίνιο.

Η χοάνη προσαρμόζεται στον οπλισμό του μαγνήτη και μεταξύ του στομίου της και της μεμβράνης σχηματίζεται ένας ηχητικός θάλαμος. Η χοάνη μετασχηματίζει την ακουστική ισχύ υψηλής πίεσης και χαμηλής ταχύτητας του ηχητικού θαλάμου σε ισχύ χαμηλής πίεσης και υψηλής ταχύτητας με αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης του μεγαφώνου. Η απόδοση της χοάνης φτάνει το 50% εν αντιθέσει των κοινών μεγαφώνων που είναι 8%.