Električna teorija avtomobilskega zvoka – magnetna polja

Nadaljevanje naše razprave o električni teoriji avtomobilskega zvoka nas pripelje do razprave o tem, kako tok električne energije skozi prevodnik ustvarja magnetna polja okoli dirigenta. Razumevanje razmerja med tokovnim tokom in magnetizmom je ključnega pomena za razumevanje delovanja zvočnika.

Zgodovina elektromagnetizma

Prvo dokumentirano korelacijo med elektriko in magnetizmom je dal Gian Domenico Romagnosi, italijanski pravni učenjak iz 19. stoletja, ki je opazil, da magnetizirana igla, ki se premika v prisotnosti voltaičnega kupa (predhodnik baterije). Hans Christian Ørsted je opazil podoben dogodek aprila 1820. Pripravljal je gradivo za večerno predavanje in opazil, da je igla kompasa spremenila smer, ko je priključil baterijo na vezje. Niti Romagnosi niti Ørsted nista mogla razložiti pojava, vendar sta vedela, da obstaja določeno razmerje.

Leta 1873 je James Clark Maxwell izdal publikacijo z naslovom Razprava o elektriki in magnetizmu , ki je pojasnil prisotnost štirih učinkov:

1. Električni naboji se medsebojno privlačijo ali odbijajo s silo, ki je obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med njimi:drugačni naboji se privlačijo, podobni se odbijajo.
2. Magnetni poli (ali stanja polarizacije na posameznih točkah) se privlačijo ali odbijajo na podoben način kot pozitivni in negativni naboji in vedno obstajajo kot pari:vsak severni pol je povezan z južnim polom.
3. Električni tok znotraj žice ustvari ustrezno obodno magnetno polje zunaj žice. Njegova smer (v smeri urnega kazalca ali nasprotni smeri urnega kazalca) je odvisna od smeri toka v žici.
4. V zanki žice se inducira tok, ko se le-ta premakne proti magnetnemu polju ali stran od njega ali se magnet premakne proti njemu ali stran od njega; smer toka je odvisna od gibanja.

Kaj povzroča magnetno polje, ko teče elektrika?

Elektrika je gibanje elektronov v prevodnik in iz njega. En elektron vstopi na konec prevodnika, trči v drugega elektrona in tako naprej, dokler drugi elektron ne zapusti drugega konca prevodnika in vstopi v breme.

Ker je v prevodniku dejansko več elektronov, ko tok teče, je ravnotežje med negativno nabitimi elektroni in pozitivno nabitimi ioni porušeno in tako povzroči neravnovesje v magnetnem polju okoli prevodnika.

Lahko bi namenili na tisoče besed razlagi delovanja atomov. Toda na kratko, jedro atoma ima jedro pozitivno nabitih protonov s kupom negativno nabitih elektronov, ki krožijo okoli tega jedra. Ko toka ni, atom nima magnetnega polja, ker sta količina in pot elektronov okoli protonov uravnoteženi. Ko elektron udarimo iz atoma v drugega, atomi postanejo neuravnoteženi in tako ustvarijo neto magnetno polje.

Razlaga v večjem obsegu

Ko električna energija teče od pozitivnega pola baterije do negativnega, se okoli prevodnika ustvari magnetno polje. Če pogledate spodnjo sliko, boste videli smer magnetnega polja glede na tok moči.

V šolah se temu pogosto reče pravilo desne roke. Če z desno roko ovijete vodnik s palcem, iztegnjenim navzgor v smeri toka (pozitivno postavite pod roko in negativno zgoraj), vaši prsti kažejo v smeri magnetnega polja.

Upoštevajte, da se pri zvočnih signalih polarnost toka spremeni iz pozitivne v negativno na enak način, kot tresljaji, ki jih povzroči nekdo, ki govori ali igra inštrument, ustvarjajo pritisk in redčijo zrak za ustvarjanje zvoka.

Kako magnetizem poskrbi za delovanje zvočnika

Konvencionalni zvočniki z gibljivo tuljavo uporabljajo tuljavo žice (imenovano zvočna tuljava) in fiksni magnet. Elektrika iz ojačevalnika teče skozi zvočno tuljavo in ustvarja magnetno polje. Polarnost magnetnega polja potegne glas navznoter ali ga potisne ven v količini, ki je sorazmerna z močjo magnetnega polja.

Spodnji diagram prikazuje silo, ki deluje na zvočno tuljavo, ko tok teče skozi pozitivno polovico zvočne valovne oblike.

Ta diagram prikazuje silo, ki deluje na zvočno tuljavo, ko tok teče skozi negativno polovico zvočne valovne oblike.

Ko se polarnost toka obrne, se spremeni tudi sila, ki deluje na zvočno tuljavo, ki je pritrjena na stožec zvočnika prek nastavka za zvočno tuljavo.

Magnetizem ni vedno koristen

Kar zadeva zvočnike, se zanašamo na magnetna polja in jih potrebujemo za njihovo delovanje. Kljub temu magnetizem ne deluje vedno v našo korist.

Če skozi prevodnik teče velika količina toka, bo okoli tega prevodnika močno magnetno polje. Če v to magnetno polje postavimo drug prevodnik, bo na drugem kosu žice nastala napetost.

In our vehicles, many devices such as fans, sensors, the alternator, lighting control modules and computers create magnetic fields containing high-frequency noise. When an improperly shielded interconnect passes through one of these fields, it can pick up that noise and produce a voltage on the conductor. This phenomenon is why it’s important for your installer to run the interconnect cables and often the speaker wires in your car away from sources of electrical noise.

Consult Your Local Mobile Electronic Installation Experts

When it’s time to upgrade the sound system in your vehicle, visit your local specialized mobile enhancement retailer. They have the training and experience to ensure your new audio system will sound great and be free of unwanted noise!

In our next article, we are going to talk about inductance and capacitance and how those characteristics affect high-frequency electrical signals.
This article is written and produced by the team at www.BestCarAudio.com. Kakršna koli reprodukcija ali uporaba je prepovedana brez izrecnega pisnega dovoljenja 1sixty8 media.