(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(wèi)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(jié)構(gòu)、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(yōu)點,還可以清晰生動地展示揚聲器的基本工作原理,激發(fā)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(chǎn)生濃厚興趣.動圈式揚聲器的原理在初中就已經(jīng)涉及,因此帶領(lǐng)學生對實際的揚聲器進行研究,再親自制作一個音質(zhì)較好、可直接用MP3播放器驅(qū)動聽音樂的揚聲器,可以很好地激發(fā)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(jié)構(gòu)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(jié)合了簡單的磁鐵部件,結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(cè)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(nèi)部右側(cè)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(qū)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(nèi)部結(jié)構(gòu)和了解其工作原理.創(chuàng)新之處是可自由拆卸還可同時播放音樂,這樣動態(tài)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(jié)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(jié)構(gòu)講解:結(jié)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(jié)構(gòu),還可用MP3連接功率放大器,用不超過10 W的功率驅(qū)動可拆卸揚聲器,在播放音樂的同時拉開磁鐵,會發(fā)現(xiàn)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(qū)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(qū)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(lǐng)學生一起去做可樂瓶揚聲器.可樂瓶揚聲器的結(jié)構(gòu)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(fā)動學生借鑒本教具去自己制作揚聲器,鍛煉動手創(chuàng)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(wèi)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.