μεγάφωνο

Ηλεκτροακουστική συσκευή που μετατρέπει ένα ηλεκτρικό σήμα σε ένα αντίστοιχο ηχητικό, εκπέμποντάς το σε κλειστό ή ανοιχτό χώρο. Ανάλογα με την αρχή λειτουργίας, τα μ. διακρίνονται σε ηλεκτροδυναμικά, ηλεκτρομαγνητικά και ηλεκτροστατικά. Τα ηλεκτροδυναμικά μ. (ή κινητού πηνίου) είναι τα πιο διαδεδομένα· σε αυτά, ένα ηλεκτρικό ρεύμα μεταβλητής έντασης κυκλοφορεί σε ένα πηνίο, τοποθετημένο μέσα σε ένα μαγνητικό πεδίο σταθερής έντασης που παράγεται από έναν ηλεκτρομαγνήτη ή από έναν μόνιμο μαγνήτη. Όταν κάθε σπείρα του πηνίου διαρρέεται από ρεύμα λόγω της παρουσίας εξωτερικού μαγνητικού πεδίου, υπόκειται σε μία δύναμη που είναι ανάλογη προς την ένταση αυτού του ρεύματος, σύμφωνα με τον Λαπλάς. Το πηνίο, επομένως, ταλαντώνεται σύμφωνα με τις μεταβολές του ρεύματος και θέτει σε παλμική κίνηση μια μεμβράνη, συνήθως κωνικού σχήματος, πάνω στην οποία είναι στερεωμένο. Η μεμβράνη αυτή προκαλεί πυκνώσεις και αραιώσεις του αέρα που την περιβάλλει, αναπαράγοντας τον αρχικό ήχο. Εξαιτίας της αναλογίας μεταξύ των ασκουμένων δυνάμεων επί του πηνίου και του ρεύματος που κυκλοφορεί σε αυτό, οι ταλαντώσεις της μεμβράνης έχουν την ίδια συχνότητα με τις μεταβολές του ρεύματος και, όταν αυτό συμβαίνει, το μ. δεν παρουσιάζει αρμονικές ταλαντώσεις. Ένα καλό μ. οφείλει να αναπαράγει ολόκληρο το φάσμα των ακουστικών συχνοτήτων με την ίδια ένταση, δηλαδή δεν πρέπει να παρουσιάζει γραμμική παραμόρφωση. Στην πραγματικότητα, το μ. θα αναπαράγει καλύτερα τις υψηλές ή τις χαμηλές ακουστικές συχνότητες ανάλογα με το αν η μεμβράνη έχει μικρό ή μεγάλο μέγεθος. Μια μεγάλη μεμβράνη είναι κατάλληλη για πιο βραδεία ταλάντωση, η οποία και αντιστοιχεί στις χαμηλές συχνότητες· επενεργεί σε έναν σημαντικό όγκο αέρα και παράγει έναν ήχο επιθυμητής έντασης. Μια μικρή μεμβράνη, αντίθετα, είναι κατάλληλη για ταχύτερη ταλάντωση, η οποία και αντιστοιχεί στις υψηλές συχνότητες· δεν ενδείκνυται για την αναπαραγωγή χαμηλών συχνοτήτων, επειδή επηρεάζει μικρό όγκο αέρα και δεν παράγει αρκετά έντονο ήχο. Η σχέση μεταξύ διαστάσεων μεμβράνης και παραμόρφωσης ισχύει και για τους υπόλοιπους τύπους μ. Τα ηλεκτρομαγνητικά μ. (μαγνητικά ή κινητού οπλισμού) αποτελούνται βασικά από έναν μόνιμο πεταλοειδή μαγνήτη, από ένα έλασμα (οπλισμός), γύρω από το οποίο είναι περιελιγμένο ένα πηνίο, καθώς και από μία μεμβράνη. Το ένα άκρο του ελάσματος είναι σταθερά στερεωμένο, ενώ το άλλο συνδέεται με τη μεμβράνη και βρίσκεται ανάμεσα στους πόλους του μαγνήτη, οι οποίοι σχηματίζουν ένα μικρό διάκενο. Το έλασμα πάλλεται και μαζί με αυτό και η μεμβράνη, όταν σε αυτό το σταθερό μαγνητικό πεδίο προστεθεί ένα δεύτερο μαγνητικό πεδίο, παράγωγο του ρεύματος χαμηλής συχνότητας που κυκλοφορεί στο πηνίο. Έτσι, οι παλμικές κινήσεις της μεμβράνης αναπαράγουν τον αρχικό ήχο. Τα μ. αυτά δεν χρησιμοποιούνται πλέον, επειδή αποδίδουν αναπαραγόμενο ήχο κακής ποιότητας και επειδή έχουν χαμηλή ισχύ. Τα ηλεκτροστατικά μ. ή μ. με πυκνωτή είναι περιορισμένης χρήσης· σε αυτά γίνεται εκμετάλλευση των μηχανικών ταλαντώσεων των οπλισμών του πυκνωτή, οι οποίες παράγονται από τη δράση των ηλεκτρικών ταλαντώσεων που εφαρμόζονται σε αυτούς. Ειδικότερα, στους οπλισμούς του πυκνωτή εφαρμόζεται μία συνεχής τάση ως πόλωση, πάνω στην οποία προστίθεται η μεταβλητή τάση που αντιστοιχεί στο ακουστικό σήμα. Υπάρχουν ακόμα μ. πιεζοηλεκτρικά και μαγνητοσυστολής, τα οποία βασίζονται στα αντίστοιχα φυσικά φαινόμενα, αλλά χρησιμοποιούνται σε ειδικές εφαρμογές. Οι σημαντικότερες παράμετροι ενός μ. είναι: η απόλυτη απόκριση, δηλαδή η ηχητική πίεση που ασκείται από ένα μ. σε ένα δεδομένο σημείο του χώρου (γενικά σε απόσταση 1 μ. πάνω στον άξονα συμμετρίας και μέσα σε απορροφητικό θάλαμο), για μία δεδομένη συχνότητα και με τροφοδοσία 1 βολτ· η καμπύλη απόκρισης, που είναι το διάγραμμα απόκρισης σε συνάρτηση με τη συχνότητα (αν είναι επίπεδη, το μ. στερείται γραμμικής παραμόρφωσης)· το διάγραμμα κατευθυντικότητας (πολικό διάγραμμα) που δίνει, για μία δεδομένη συχνότητα, την καμπύλη απόκρισης σε διάφορες γωνίες με τη βοήθεια ενός μικροφώνου που προσδιορίζει την ηχητική πίεση. Η ηλεκτροακουστική απόδοση είναι ο λόγος της ακουστικής ισχύος προς την ηλεκτρική ισχύ που εφαρμόζεται στο μ. Για τη βελτίωση της απόδοσης χρησιμοποιούνται ειδικά ηχεία (baffle), κατάλληλα προσαρμοσμένα με το μ., τα οποία εμποδίζουν την αλληλοεπίδραση μεταξύ των ηχητικών κυμάτων που προέρχονται από την εμπρός και την πίσω πλευρά του μεγαφώνου. Επειδή η απλή καμπύλη απόκρισης ενός μ. παρουσιάζει γενικά ένα ή δύο μέγιστα, το μ. συνηθίζεται να τοποθετείται μέσα σε κιβώτιο· το τελευταίο είναι κλειστό ή ανοιχτό στο πίσω μέρος ή φέρει ακουστικούς λαβυρίνθους, οι οποίοι δημιουργούν κοιλότητα ειδικής μορφής στον πίσω χώρο του μ. με σκοπό να καταστήσουν επίπεδη την καμπύλη απόκρισης. Για την τροποποίηση του διαγράμματος κατευθυντικότητας ως προς την επίτευξη του μέγιστου της απόκρισης προς τον άξονα κατεύθυνσης και την ταυτόχρονη βελτίωση της απόδοσης, χρησιμοποιούνται χοάνες (κόρνες) εκθετικής μορφής, το αποτέλεσμα των οποίων εξαρτάται από τις διαστάσεις τους σε συνάρτηση με τη συχνότητα. Η σύνδεση πολλών μ. σε ομάδα παρέχει ποικίλες δυνατότητες: συνδέοντας δύο ή περισσότερα όμοια μ. μεσαίων διαστάσεων με παράλληλη τροφοδότηση, επιτυγχάνεται μεγαλύτερη ακουστική ισχύς και μικρότερη παραμόρφωση στις υψηλές συχνότητες σε σχέση με εκείνη ενός μ. μεγάλων διαστάσεων. Η ίδια διάταξη επιτρέπει τη διαμόρφωση συγκεκριμένων διαγραμμάτων κατευθυντικότητας μέσω του κατάλληλου προσανατολισμού των μ. Αν, αντίθετα, συνδεθούν διαφορετικά μ., το κάθε ένα από τα οποία έχει ορισμένο ή κοινό διάγραμμα κατευθυντικότητας σε συνάρτηση με τη συχνότητα, είναι δυνατή η ύπαρξη ενός διαγράμματος κατευθυντικότητας με μία ευρεία περιοχή συχνότητας (στην περίπτωση αυτή σχεδόν κάθε μ. συνδέεται με ηλεκτρικό φίλτρο). Τέλος, ανάλογη αποστολή με τους προηγούμενους συνδυασμούς έχουν τα ομοαξονικά μ., τα οποία αποτελούνται από δύο ή τρία μ. διαφορετικών διαστάσεων τοποθετημένα στον ίδιο άξονα, με αποτέλεσμα το σύνολο να καθιστά την καμπύλη απόκρισης σχετικά γραμμική για μία ευρεία περιοχή συχνοτήτων. Τομή ηλεκτροδυναμικού μεγάφωνου. Ο ήχος παράγεται από τις παλμικές κινήσεις της μεμβράνης, οι οποίες μεταδίδονται από το πηνίο.

* * *

το

(ηλεκτρολ.) βλ. μεγάφωνος.