“動圈式揚聲器原理”教具制作

(樂余高級中學,江蘇張家港215621)

“動圈式揚聲器原理”教具制作

黃衛良

(樂余高級中學,江蘇張家港215621)

自制了演示“動圈式揚聲器原理”的教具,該教具包括3部分:揚聲器的結構、類型和2個自制簡易揚聲器.利用身邊簡易材料制作的揚聲器不僅具有成本低廉、制作簡單的優點,還可以清晰生動地展示揚聲器的基本工作原理,激發學生學習興趣.

動圈式揚聲器;教具;可拆卸揚聲器

1 引 言

揚聲器,俗稱喇叭,在生活中到處可見,很多中小學生都會對這個可以“說話”的玩具產生濃厚興趣.動圈式揚聲器的原理在初中就已經涉及,因此帶領學生對實際的揚聲器進行研究,再親自制作一個音質較好、可直接用MP3播放器驅動聽音樂的揚聲器,可以很好地激發學生學科學的興趣,并提高動手能力.

2 教具整體介紹

如圖1所示,在不銹鋼支架上固定演示板和底座,演示板上有揚聲器的電學原理和結構剖面圖,還有幾個大小不同的常見揚聲器實物(分別來源于耳機、電話機、收音機、玩具和音箱).底座上固定了自制的可拆卸揚聲器、可樂瓶揚聲器和透明膠揚聲器.可拆卸揚聲器直接把15 W揚聲器進行了改造;可樂瓶揚聲器和透明膠揚聲器分別把可樂瓶和透明膠作為振動部件,結合了簡單的磁鐵部件,結構簡單,方便學生自己動手制作.

圖1 演示動圈式揚聲器原理的教具實物圖

3 教具材料及制作

制作教具所需材料如下:不銹鋼支架(大小可固定三夾板即可),2塊三夾板(背板35 cm× 45 cm、底板20 cm×40 cm),6個常見各類揚聲器(分別來自于廢棄耳機、收音機等),可樂瓶,寬透明膠20 cm,乒乓球,圓柱體小型釹磁鐵,方塊普通磁鐵,成品小型12 V摩托車功放,導線和接線柱若干.

1)“動圈式揚聲器原理”教具的具體制作方法如下:

參考圖1,用螺絲或萬能膠把2塊三夾板分別豎直和水平固定,豎直夾板貼上白色宣傳用貼皮,水平夾板貼上綠色宣傳貼皮.豎直夾板上的文字和揚聲器的結構圖可用電腦打印或校外廣告店制作.

再把從廢棄耳機、收音機、電話、玩具中收集的各類揚聲器用萬能膠固定在豎直演示板上.

2)可樂瓶揚聲器制作

如圖2所示,切割半個可樂瓶,用螺釘把瓶蓋固定在底板上,再旋上瓶體,這個瓶體就是一個振動體,類似于普通揚聲器的紙盆,瓶體還有共鳴腔的作用,可以增大音量.用直徑0.2～0.5 mm的漆包線在直徑12 mm的圓形牛皮紙骨架上繞100圈,滴少量的502膠水就可以把線圈固定在紙筒上.然后焊接出2根引線連接到接線柱.再把繞好的線圈用萬能膠固定在可樂瓶側壁上.把1塊高10 mm、直徑10 mm的圓柱形釹磁鐵用萬能膠固定在右邊鋁片支架上.需要注意的是音圈和磁鐵的大小可以靈活選擇,只要確保音圈比磁鐵略大可以讓音圈在磁鐵周圍自由活動即可.

圖2 可樂瓶揚器的制作

懸掛1個乒乓球剛好接觸可樂瓶內部右側靠近線圈處,在揚聲器工作時,乒乓球劇烈振動,可顯示音圈通電受力而帶動瓶體振動.

3)透明膠揚聲器制作

如圖3所示,用雙面膠把一段寬透明膠繃緊固定在鐵片框架上(任何支架都可,讓透明膠帶繃緊即可).線圈同樣用0.2～0.5 mm漆包線繞100圈,貼在透明膠上.線圈下方固定普通方塊磁鐵(4 cm×6 cm×6 cm),使磁鐵和線圈距離3 mm左右.把線圈拉出的2根引線連接到接線柱上即可.同樣可用5 W功率驅動.

圖3 透明膠揚聲器的制作

4)可拆卸揚聲器制作

本部分制作的目的是解剖成品揚聲器來觀看其內部結構和了解其工作原理.創新之處是可自由拆卸還可同時播放音樂,這樣動態地觀察可以更好地了解原理.購買或從廢棄音箱上拆一5寸20 W喇叭,用鋼鋸條把金屬盆架和磁鐵切割分離,用美工刀割開定位布,就可把振盆和磁鐵分離,如圖4所示.用螺絲刀把磁鐵左面的導磁鐵片剝離,這樣磁鐵中心的間隙就變大了,可以使音圈進入磁鐵更加方便.再把振盆用螺絲固定在底板上,音圈的引線如圖連接到2個接線柱.把磁鐵用萬能膠固定在一可抽動的金屬片上,這樣向左邊推就可以把磁鐵和音圈靠近,右拉則可以讓二者遠離.

圖4 可拆缺揚器的制作

最后,購買1個小型12 V迷你摩托車功率放大器,直接固定在底板上就可以了.

4 演示方法

1)原理講解:可用干電池直接連接可樂瓶揚聲器,通電瞬間乒乓球會振動,說明通電線圈在磁場中會受力.學生學習了磁場對電流的作用力后,就可以更加清晰地明白其中原理,也可結合實驗室中的通電線圈在磁場中的運動實驗器材進行類比.

2)結構講解:結合背板上的剖面圖,用可拆卸揚聲器進行講解.可抽出磁鐵觀察實際的結構,還可用MP3連接功率放大器,用不超過10 W的功率驅動可拆卸揚聲器,在播放音樂的同時拉開磁鐵,會發現聲音逐漸變小,可清晰看到磁場對通電音圈的影響.

3)可樂瓶揚聲器和透明膠揚聲器演示:用MP3播放歌曲直接驅動,連接線可以用普通的耳機改造,剪去原來的耳機,把聲道的輸出線連可樂瓶揚聲器即可.如果要求較大的音量可連接功率放大器,用不超過5 W的功率驅動觀察即可.注意提醒學生觀察乒乓球的振動,選用的音樂最好動感強勁一些,這樣乒乓球振動明顯.

4)帶領學生一起去做可樂瓶揚聲器.可樂瓶揚聲器的結構雖然沒有商品揚聲器合理,但由于采用了強磁性的釹磁鐵,因此靈敏度可以和常見小型揚聲器媲美.同時由于可樂瓶的共鳴作用,可以基本達到普通小型筆記本外接音箱的效果.為此,可發動學生借鑒本教具去自己制作揚聲器,鍛煉動手創新能力.

Making teaching aid to demonstrate the principle of moving-coil speaker

HUANG Wei-liang
(Leyu High School,Zhangjiagang 215621,China)

A method of making teaching aid to demonstrate the principle of moving-coil speaker is introduced.The teaching aid consists of three parts:the speaker structure,type and two self-made speakers.The self-made speakers have not only many advantages,such as simple,low cost,but can also clearly and dynamically demonstrate the principle of moving-coil speaker.

moving-coil speaker;teaching aid;takedown speaker

G633.7

A

1005-4642(2010)10-0021-03

[責任編輯:尹冬梅]

2010-04-20

黃衛良(1972-),男,江蘇張家港人,樂余高級中學高級教師,研究方向為實驗儀器和教具的改進和自制.