“动圈式扬声器原理”教具制作

(乐余高级中学,江苏张家港215621)

“动圈式扬声器原理”教具制作

黄卫良

(乐余高级中学,江苏张家港215621)

自制了演示“动圈式扬声器原理”的教具,该教具包括3部分:扬声器的结构、类型和2个自制简易扬声器.利用身边简易材料制作的扬声器不仅具有成本低廉、制作简单的优点,还可以清晰生动地展示扬声器的基本工作原理,激发学生学习兴趣.

动圈式扬声器;教具;可拆卸扬声器

1 引 言

扬声器,俗称喇叭,在生活中到处可见,很多中小学生都会对这个可以“说话”的玩具产生浓厚兴趣.动圈式扬声器的原理在初中就已经涉及,因此带领学生对实际的扬声器进行研究,再亲自制作一个音质较好、可直接用MP3播放器驱动听音乐的扬声器,可以很好地激发学生学科学的兴趣,并提高动手能力.

2 教具整体介绍

如图1所示,在不锈钢支架上固定演示板和底座,演示板上有扬声器的电学原理和结构剖面图,还有几个大小不同的常见扬声器实物(分别来源于耳机、电话机、收音机、玩具和音箱).底座上固定了自制的可拆卸扬声器、可乐瓶扬声器和透明胶扬声器.可拆卸扬声器直接把15 W扬声器进行了改造;可乐瓶扬声器和透明胶扬声器分别把可乐瓶和透明胶作为振动部件,结合了简单的磁铁部件,结构简单,方便学生自己动手制作.

图1 演示动圈式扬声器原理的教具实物图

3 教具材料及制作

制作教具所需材料如下:不锈钢支架(大小可固定三夹板即可),2块三夹板(背板35 cm× 45 cm、底板20 cm×40 cm),6个常见各类扬声器(分别来自于废弃耳机、收音机等),可乐瓶,宽透明胶20 cm,乒乓球,圆柱体小型钕磁铁,方块普通磁铁,成品小型12 V摩托车功放,导线和接线柱若干.

1)“动圈式扬声器原理”教具的具体制作方法如下:

参考图1,用螺丝或万能胶把2块三夹板分别竖直和水平固定,竖直夹板贴上白色宣传用贴皮,水平夹板贴上绿色宣传贴皮.竖直夹板上的文字和扬声器的结构图可用电脑打印或校外广告店制作.

再把从废弃耳机、收音机、电话、玩具中收集的各类扬声器用万能胶固定在竖直演示板上.

2)可乐瓶扬声器制作

如图2所示,切割半个可乐瓶,用螺钉把瓶盖固定在底板上,再旋上瓶体,这个瓶体就是一个振动体,类似于普通扬声器的纸盆,瓶体还有共鸣腔的作用,可以增大音量.用直径0.2～0.5 mm的漆包线在直径12 mm的圆形牛皮纸骨架上绕100圈,滴少量的502胶水就可以把线圈固定在纸筒上.然后焊接出2根引线连接到接线柱.再把绕好的线圈用万能胶固定在可乐瓶侧壁上.把1块高10 mm、直径10 mm的圆柱形钕磁铁用万能胶固定在右边铝片支架上.需要注意的是音圈和磁铁的大小可以灵活选择,只要确保音圈比磁铁略大可以让音圈在磁铁周围自由活动即可.

图2 可乐瓶扬器的制作

悬挂1个乒乓球刚好接触可乐瓶内部右侧靠近线圈处,在扬声器工作时,乒乓球剧烈振动,可显示音圈通电受力而带动瓶体振动.

3)透明胶扬声器制作

如图3所示,用双面胶把一段宽透明胶绷紧固定在铁片框架上(任何支架都可,让透明胶带绷紧即可).线圈同样用0.2～0.5 mm漆包线绕100圈,贴在透明胶上.线圈下方固定普通方块磁铁(4 cm×6 cm×6 cm),使磁铁和线圈距离3 mm左右.把线圈拉出的2根引线连接到接线柱上即可.同样可用5 W功率驱动.

图3 透明胶扬声器的制作

4)可拆卸扬声器制作

本部分制作的目的是解剖成品扬声器来观看其内部结构和了解其工作原理.创新之处是可自由拆卸还可同时播放音乐,这样动态地观察可以更好地了解原理.购买或从废弃音箱上拆一5寸20 W喇叭,用钢锯条把金属盆架和磁铁切割分离,用美工刀割开定位布,就可把振盆和磁铁分离,如图4所示.用螺丝刀把磁铁左面的导磁铁片剥离,这样磁铁中心的间隙就变大了,可以使音圈进入磁铁更加方便.再把振盆用螺丝固定在底板上,音圈的引线如图连接到2个接线柱.把磁铁用万能胶固定在一可抽动的金属片上,这样向左边推就可以把磁铁和音圈靠近,右拉则可以让二者远离.

图4 可拆缺扬器的制作

最后,购买1个小型12 V迷你摩托车功率放大器,直接固定在底板上就可以了.

4 演示方法

1)原理讲解:可用干电池直接连接可乐瓶扬声器,通电瞬间乒乓球会振动,说明通电线圈在磁场中会受力.学生学习了磁场对电流的作用力后,就可以更加清晰地明白其中原理,也可结合实验室中的通电线圈在磁场中的运动实验器材进行类比.

2)结构讲解:结合背板上的剖面图,用可拆卸扬声器进行讲解.可抽出磁铁观察实际的结构,还可用MP3连接功率放大器,用不超过10 W的功率驱动可拆卸扬声器,在播放音乐的同时拉开磁铁,会发现声音逐渐变小,可清晰看到磁场对通电音圈的影响.

3)可乐瓶扬声器和透明胶扬声器演示:用MP3播放歌曲直接驱动,连接线可以用普通的耳机改造,剪去原来的耳机,把声道的输出线连可乐瓶扬声器即可.如果要求较大的音量可连接功率放大器,用不超过5 W的功率驱动观察即可.注意提醒学生观察乒乓球的振动,选用的音乐最好动感强劲一些,这样乒乓球振动明显.

4)带领学生一起去做可乐瓶扬声器.可乐瓶扬声器的结构虽然没有商品扬声器合理,但由于采用了强磁性的钕磁铁,因此灵敏度可以和常见小型扬声器媲美.同时由于可乐瓶的共鸣作用,可以基本达到普通小型笔记本外接音箱的效果.为此,可发动学生借鉴本教具去自己制作扬声器,锻炼动手创新能力.

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

[责任编辑:尹冬梅]

2010-04-20

黄卫良(1972-),男,江苏张家港人,乐余高级中学高级教师,研究方向为实验仪器和教具的改进和自制.