Глава 3. Электромеханические преобразователи
3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
Вся современная техническая акустика основывается на процессах преобразования энергии электрических колебаний в энергию звуковых или механических колебаний и обратно. Устройства, при помощи которых производят такие преобразования, называются электроакустическими и электромеханическими преобразователями.
В общем случае электромеханическими преобразователями называют не только устройства, действительно преобразующие подведенную к ним энергию электрических колебаний в механическую, но и такие, которые лишь управляют потоком энергии какого-либо источника, превращая этот поток энергии в колебательный. В соответствии с этим электромеханические преобразователи можно разделить на: 1) собственно преобразователи колебательной энергии и 2) «вентильные» или «релейные» электромеханические аппараты. Вентильные электроакустические преобразователи называют также необратимыми, поскольку, например, вентильный приемник звука нельзя заставить излучать звук, подводя к нему колебательную электрическую энергию.
Типичным примером вентильного приемника является угольный микрофон. Звуковое давление изменяет электрическое сопротивление контактов между зернами угольного порошка, в результате чего ток в цепи, составленной из батареи, микрофона и первичной обмотки трансформатора, меняется в такт с колебаниями звукового давления. Изменение этого тока, в свою очередь, вызывает изменение магнитного потока в ярме трансформатора и возникновение электродвижущей силы во вторичной цепи трансформатора. Источником энергии электрических колебаний, получающихся во вторичной цепи трансформатора, является батарея, а не акустическое поле. Обратить угольный микрофон в излучатель звука, приложив ко вторичной обмотке трансформатора переменное напряжение звуковой частоты, невозможно. Необратимые преобразователи используются в ряде случаев для целей акустических и вибрационных измерений.
Наиболее типичны для электроакустики собственно преобразователи, называемые обычно обратимыми преобразователями. Они могут работать как в качестве приемника, так и в качестве излучателя звуковой энергии. Примером обратимого преобразователя может служить известный электромагнитный телефон А. Белла. При подаче тока звуковой частоты в обмотку электромагнита такого телефона приводится в колебание стальная мембрана, в результате чего излучается звук той же частоты, что и ток, поданный в телефон. При помещении электромагнитного телефона в поле звуковой волны звуковое давление приводит в колебание его стальную мембрану, в результате чего меняется поток в сердечниках электромагнита и в его обмотке появляется электродвижущая сила той же частоты, что и звук. Если концы обмотки замкнуты на внешнее сопротивление, то часть энергии звуковых волн будет переходить в электрическую и расходоваться на этом сопротивлении.
