自制動圈式話筒和動圈式喇叭

吳玉琴 朱向陽

（江西省信豐中學，江西 信豐 341600）

有關動圈式話筒和動圈式喇叭的工作原理，在現行的初、高中物理教材中均有介紹.我們用塑料碗制作的動圈式話筒和動圈式喇叭，用于課堂教學，取得了良好的實驗效果.

1 實驗器材

適量長度的漆包線（直徑0.1mm）2根，釹鐵硼超強磁鐵（規格為5cm×5cm×1cm）2塊，多功能車用擴音機（MP3A60，自帶MP3播放器，配有U盤，電子市場有售）1臺，示波器1臺，LED2個，干電池4節，鐵片、導線和螺絲等.

2 裝置制作

用漆包線繞制1個如塑料碗底大小、80匝左右的線圈，線圈的2個線頭各焊接1根細軟的膠皮導線作外接導線，為了防止線圈松脫，可用透明膠帶紙沿線圈纏繞1周.把線圈緊貼在塑料碗底背面并用細銅絲固定.把薄鐵片彎折成“7”字形，用螺絲把塑料碗的邊緣固定在“7”字形鐵片的短邊上，并使碗底線圈高出長邊鐵片1cm左右，線圈下方的鐵片上吸附1塊磁鐵，便成了1個靈敏度較高的動圈式話筒或動圈式喇叭.把話筒或喇叭固定在（利用磁鐵對鐵片的吸附作用）用小地球儀的底座改裝成的支撐架上，如圖1所示.制作2個相同的裝置，其中一個作動圈式話筒，另一個作動圈式喇叭.

圖1

3 實驗方法

3.1 演示動圈式話筒的工作原理

（1）演示動圈式話筒的工作原理.把自制動圈式話筒的外接導線與2個反向并聯的LED連接起來，撥動塑料碗使其較大幅度地振動，可看到2個LED閃爍發光.其原因是塑料碗在振動過程中因穿過碗底線圈的磁通量發生變化，使線圈產生了感應電流，這就是動圈式話筒的工作原理.

（2）用示波器檢測音頻信號.把上述LED換成示波器進行實驗，調整好掃描頻率和衰減擋位，然后對著塑料碗唱1個音階，可看到示波器的熒光屏上能顯示出該音的電壓波形圖線.

（3）演示動圈式話筒驅動喇叭發聲.把自制動圈式話筒的外接導線插入多功能車用擴音機（或其他音頻功放）話筒插孔，擴音機的音頻輸出端連接商品喇叭.調整擴音機的音量鍵，使輸出信號較強，然后對著塑料碗講話或唱歌，喇叭隨即發聲唱歌.

3.2 演示動圈式喇叭的工作原理

（1）演示動圈式喇叭的工作原理.用導線把4節干電池與自制動圈式喇叭連接起來，當電路瞬間接通時，可看到喇叭（塑料碗）跳動.其原因是通電線圈在磁場里受到安培力的作用，迫使其運動.如果線圈通與音頻電流，喇叭就在大小和方向都隨音頻信號變化的安培力作用下振動而發聲，這就是動圈式喇叭的工作原理.

（2）演示動圈式喇叭的發聲唱歌.把自制動圈式喇叭的連接到多功能車用擴音機（或其他音頻功放）音頻輸出端.讓擴音機播放歌曲，調整擴音機的音量鍵，使輸出信號較強，便可聽到喇叭發聲唱歌.

3.3 演示動圈式話筒和動圈式喇叭的互逆現象

用導線直接把自制的動圈式話筒和自制的動圈式喇叭連接起來，撥動話筒的塑料碗，可看到喇叭的塑料碗也跟隨振動起來；撥動喇叭的塑料碗，可看到話筒的塑料碗也跟隨振動起來.

動圈式話筒和動圈式喇叭的電路結構是相同的，所不同的是動圈式話筒是利用電磁感應現象，把音頻振動轉化成音頻感應電流，即動圈式話筒相當于發電機；而動圈式喇叭是利用磁場對電流的作用，把音頻電流轉化成音頻振動，即動圈式喇叭相當于電動機.所以，動圈式話筒和動圈式喇叭的工作過程是互逆的.