Wie funktioniert ein Lautsprecher?

Transkript

1

2 Wie funktioniert ein Lautsprecher? Ein Lautsprecher erzeugt aus elektrischen Signalen hörbare Töne. Wenn ein Radio Musik abspielt, müssen, nachdem die Töne von Radio empfangen wurden, diese in elektrische Spannung umgewandelt werden. Diese Spannung ändert ihre Höhe entsprechend der Tonhöhe im Rhythmus der Musik. Ist an den Empfangsteil des Radios ein Lautsprecher angeschlossen, fließt in den Kabeln ein Strom, der diese Spannung überträgt. Im Inneren des Lautsprechers gibt es drei Teile die hauptsächlich zur Erzeugung der Töne verantwortlich sind: 1. Magnet 2. Schwingspule (aufgewickelter Lackdraht) 3. Zentrierspinne 4. Membran Quelle: Es gibt nun mehrere Arten, wie ein Lautsprecher aufgebaut sein kann. Bei einer der üblichsten Ausführungen ist die Schwingspule (2) mit der Membran (4) verbunden. Der Strom fließt durch diese Spule. Durch den fest montierten Magneten (1) bewegt sich die Schwingspule je nach Spannungshöhe zum Magnet hin oder vom Magnet weg. Die Zentrierspinne (3) sorgt dafür, dass sich die Schwingspule nur nach vor und zurück bewegen kann. Da die Membran mit der Schwingspule fest verbunden ist, bewegt sich diese mit. Diese Bewegung erzeugt Schallwellen. Und diese Schallwellen sind nichts anderes als die hörbaren Töne der Musik. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 2 13

3 Worum geht es bei den Experimenten? Baue aus einfachsten Materialien selbst einen Lautsprecher. Im einfachsten Fall brauchst du dafür nicht mehr als ein Blatt Papier und Lackdraht. Und natürlich ein Gerät, das Klänge erzeugen kann. Zum Beispiel ein altes Radio oder ein Metronom. Du findest hier die folgenden Experimente: Experiment 01 Einfacher Lautsprecher aus Papier und Lackdraht... 4 Experiment 02 Lautsprecher aus Papier und Lackdrahtspule... 8 Experiment 03 Lautsprecher mit Motor Probiere einfach die beschriebenen Experimente aus. Beim Experimentieren wirst da aber schnell herausfinden, dass du auch mit vielen andern Materialien und Techniken Lautsprecher herstellen kannst. Lass deiner Kreativität freien Lauf! Videos zu diesen Experimenten und Variationen davon findest du auf der Schrotty-Website: Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 3 13

4 Experiment 01 Einfacher Lautsprecher aus Papier und Lackdraht Welche Materialien brauche ich für das Experiment? Metronom (Tonquelle) Kopfhörerkabel (Kabel mit 3,5mm Klinkenstecker) Audioverstärker (Kemo M031N) Krokoklemmen Lackdraht (z.b. von Spulen von alten Transformatoren, Netzteilen, ) Blatt Papier Magnet (je stärker desto besser) Batterie 9V Klebeband Flachen kleinen Behälter (alter Joghurtbecher, Butterdose, Zuckerldose oder ähnliches) Arbeitsunterlage Welche Werkzeuge brauche ich? Seitenschneider Schere Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 4 13

5 Wie baue ich alles zusammen? Schritt 1 Wickle etwas Lackdraht von einer Spule ab. Schneide mit dem Seitenschneider ein ca. 20 cm langes Stück davon ab. Nimm nun die Schere und kratze mit der stumpfen Seite der Schere an beiden Enden des Lackdrahtes vorsichtig den Lack auf einer Länge von ca. 2 cm ab. Bitte sei dabei vorsichtig und verletze dich nicht. Der Draht kann dabei auch sehr leicht abbrechen. Das Abkratzen des Lacks ist wichtig, weil dieser elektrischen Strom isoliert. Das bedeutet, es kann kein Strom durch den Lack in den Draht hinein fließen. In Schritt?? verbinden wir aber Krokoklemmen mit dem Draht. Damit später Strom über die Krokoklemmen in den Draht fließen kann, müssen die Enden des Drahtes leitfähig sein. Schritt 2 Danach klebst du den Lackdraht mit Klebeband auf ein Blatt Papier. Achte aber wiederum darauf, dass du das Klebeband nicht auf die Stellen des Drahtes klebst, die du vorher vom Lack befreit hast. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 5 13

6 Schritt 3 Als nächstes bereitest du die Tonquelle vor. In dieser Anleitung wird ein Metronom mit zusätzlichem Audioverstärker verwendet. Du kannst das Metronom auch durch einen MP3 Player austauschen. Nimm zuerst das Audiokabel. Das Audiokabel muss über einen für die Tonquelle passenden Anschluss verfügen. Für dieses Metronom benötigst du Kabel mit einem 3,5 mm Klinkenstekcker. Üblicherweise haben Kopfhörer von alten MP3 Geräten oder Diskman einen solchen Stecker. Wenn du alte Kopfhörer verwendest, schneide nun mit dem Seitenschneider die Kopfhörer ab. Klemme nun eine Krokoklemme an ein blankes stück Draht vom Audiokabel. Das andere Ende der Krokoklemme verbindest du beim Audioverstärker mit Anschluss Nr. 4. Danach verbindest du mit einer anderen Krokoklemme den zweiten Draht von Audiokabel beim Audioverstärker mit Anschluss Nr. 5. Pass bei der Arbeit mit Krokoklemmen unbedingt darauf auf, dass die metallischen Kontakte von Krokoklemmen, die auf verschiedenen Drähten angeklemmt sind, sich nicht berühren! Es kann sonst zu Kurzschlüssen kommen. Kurzschlüsse in einem Stromkreis können elektrische Geräte, wie zum Beispiel die Tonquelle zerstören. Danach schließt du die Spannungsquelle an (dieser Audioverstärker funktioniert mit einer Spannung von 9 Volt Gleichstrom sehr gut). Klemme dazu an der 9 Volt Batterie eine Krokoklemme an den Anschluss der mit einem + gekennzeichnet ist. Das andere Ende der Krokoklemme verbindest du beim Audioverstärker mit Anschluss Nr. 2. Mit einer weiteren Krokoklemme verbindest du nun den Anschluss von der Batterie mit den Anschluss Nr. 3 des Audioverstärkers. Schritt 4 Nimm eine neue Krokoklemme und verbinde einen Lautsprecherausgang des Audioverstärkers (Anschluss Nr. 1) mit einem Ende des Lackdrahtes. Danach verbindest du mit einer weiteren Krokoklemme den anderen Lautsprecherausgang des Audioverstärkers (Anschluss Nr. 3) mit dem anderen Ende des Lackdrahtes. Achte dabei darauf, dass sich dort wo du die Krokoklemme an den Lackdraht klemmst, kein Lack mehr befinden darf. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 6 13

7 Schritt 5 Lege nun einen Magnet in den flachen kleinen Behälter. Lege nun vorsichtig das Blatt Papier mit dem darauf befestigten Lackdraht auf den Behälter. Achte darauf, dass sich der Draht über dem Magnet befindet. Schritt 6 Schalten nun die Tonquelle ein. Hörst du die Musik schon? Es kann sein, dass du alles nur sehr leise hören kannst. Experimentiere nun selbst mit verschiedenen Klangkörpern. Was passiert, wenn du einen größeren, kleineren oder höheren Behälter verwendest? Hörst du den Unterschied? Oder probier einfach die weiteren Experimente aus. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 7 13

8 Experiment 02 Lautsprecher aus Papier und Lackdrahtspule Welche Materialien brauche ich für das Experiment? Metronom (Tonquelle) Kopfhörerkabel (Kabel mit 3,5mm Klinkenstecker) Audioverstärker Krokoklemmen Lackdraht (z.b. von Spulen von alten Transformatoren, Netzteilen, ) Blatt Papier Magnet (je stärker desto besser) Batterie 9V Klebeband Flachen kleinen Behälter (alter Joghurtbecher, Butterdose, Zuckerldose oder ähnliches) Arbeitsunterlage Welche Werkzeuge brauche ich? Seitenschneider Schere Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 8 13

9 Wie baue ich alles zusammen? Schritt 1 Wickle etwas Lackdraht von einer Spule ab. Schneide mit dem Seitenschneider ein ca. 20 cm langes Stück davon ab. Nimm nun die Schere und kratze an beiden Enden des Lackdrahtes vorsichtig den Lack auf einer Länge von ca. 2 cm ab. Das Abkratzen des Lacks ist wichtig, weil dieser elektrischen Strom isoliert. Das bedeutet, es kann kein Strom durch den Lack in den Draht hinein fließen. Für den Lautsprecher wollen wir aber, dass Strom durch den Draht fließen kann. Wickle nun den Draht um einen runden Gegenstand oder sehr locker um deinen Daumen. Achte darauf, dass rechts und links noch ca. 5 cm Draht übrig bleibt, der nicht aufgewickelt ist. Danach klebst du den Lackdraht mit Klebeband auf ein Blatt Papier. Achte aber wiederum darauf, dass du das Klebeband nicht auf die Stellen des Drahtes klebst, die du vorher vom Lack befreit hast. Weitere Schritte Die weiteren Schritte sind dieselben wie in Experiment 01 (ab Schritt 2). Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 9 13

10 Experiment 03 Lautsprecher mit Motor Welche Materialien brauche ich für das Experiment? Metronom (Tonquelle) Kopfhörerkabel (Kabel mit 3,5mm Klinkenstecker) Audioverstärker Krokoklemmen Kleiner Gleichstrom-Elektromotor Batterie 9V Flachen kleinen Behälter (alter Joghurtbecher, Butterdose, Zuckerldose oder ähnliches) Welche Werkzeuge brauche ich? Keine Wie baue ich alles zusammen? Schritt 1 Als erstes bereitest du die Tonquelle vor. In dieser Anleitung wird ein Metronom mit zusätzlichem Audioverstärker verwendet. Du kannst das Metronom auch durch einen MP3 Player austauschen. Nimm zuerst das Audiokabel. Das Audiokabel muss über einen für die Tonquelle passenden Anschluss verfügen. Für dieses Metronom benötigst du Kabel mit einem 3,5 mm Klinkenstekcker. Üblicherweise haben Kopfhörer von alten MP3 Geräten oder Diskman einen solchen Stecker. Wenn du alte Kopfhörer verwendest, schneide nun mit dem Seitenschneider die Kopfhörer ab. Klemme nun eine Krokoklemme an ein blankes stück Draht vom Audiokabel. Das andere Ende der Krokoklemme Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 10 13

11 verbindest du beim Audioverstärker mit Anschluss Nr. 4. Danach verbindest du mit einer anderen Krokoklemme den zweiten Draht von Audiokabel beim Audioverstärker mit Anschluss Nr. 5. Pass bei der Arbeit mit Krokoklemmen unbedingt darauf auf, dass die metallischen Kontakte von Krokoklemmen, die auf verschiedenen Drähten angeklemmt sind, sich nicht berühren! Es kann sonst zu Kurzschlüssen kommen. Kurzschlüsse in einem Stromkreis können elektrische Geräte, wie zum Beispiel die Tonquelle zerstören. Danach schließt du die Spannungsquelle an (dieser Audioverstärker funktioniert mit einer Spannung von 9 Volt Gleichstrom sehr gut). Klemme dazu an der 9 Volt Batterie eine Krokoklemme an den Anschluss der mit einem + gekennzeichnet ist. Das andere Ende der Krokoklemme verbindest du beim Audioverstärker mit Anschluss Nr. 2. Mit einer weiteren Krokoklemme verbindest du nun den Anschluss von der Batterie mit den Anschluss Nr. 3 des Audioverstärkers. Schritt 2 Nimm eine neue Krokoklemme und verbinde einen Lautsprecherausgang des Audioverstärkers (Anschluss Nr. 1) mit einem Ende des Gleichstrom-Motors. Nimm danach eine neue Krokoklemme und verbinde den anderen Lautsprecherausgang des Audioverstärkers (Anschluss Nr. 3) mit dem anderen Anschluss des Elektromotors. Achte dabei darauf, dass die Krokoklemmen gut halten und sich nicht berühren. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 11 13

12 Schritt 3 Schalten nun die Tonquelle ein. Die Welle des Elektromotors bewegt sich jetzt entsprechend dem Audiosignal mal kurz in die eine und kurz in die andere Richtung. Halte die Welle des Motors auf den Behälter. Nun hörst du über den Klangkörper das Audiosignal. Wenn du alles nur sehr leise hören kannst, kannst auch wieder mit verschiedenen Klangkörpern experimentieren. Du kannst auch probieren die Welle es Motors bei deinem Kopf leicht auf einen Knochen zu drücken. Dein Kopf ist auch ein hervorragender Klangkörper. Vor allem in der Nähe der Ohren kannst du so die Audiosignale leise hören. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 12 13

13 Impressum FH JOANNEUM Gesellschaft mbh Institut Informationsmanagement digital media technologies Alte Poststraße 149 A-8020 Graz Tel.: +43 (0) Inhalte (Texte, Fotos, ) wenn nicht anders gekennzeichnet: DMT Team und StudentInnen Schrotty ist ein Projekt der FH JOANNEUM am Institut Informationsmanagement und wurde in der digital media technologies Arbeitsgruppe von Gerhard Sprung ins Leben gerufen. Das Projekt Schrotty wird im Rahmen der generation innovation Regionen Projekte der FFG mit Geldern des Bundesministeriums für Verkehr, Innovation und Technologie gefördert. Lautsprecher selbst gebaut Schrotty Seite 13 13