مكبرات الصوت speaker

 

مقدمة

مكبر الصوت (Loudspeaker) هو عنصر كهروديناميكي يقوم بتحويل الطاقة الكهربائية (الإشارة الصوتية) إلى طاقة ميكانيكية على شكل اهتزازات للغشاء، ثم تتحول إلى طاقة صوتية يمكن سماعها. يُعد من أهم المكوّنات في أنظمة الصوت مثل الراديو، التلفاز، مكبرات الصوت المنزلية، وحتى أنظمة النداء في الأماكن العامة.

مبدأ العمل

يعمل مكبر الصوت على مبدأ قوة لورنتز (Lorentz Force):

• يمر التيار المتناوب (إشارة الصوت) في ملف نحاسي ملفوف حول مغناطيس دائم.

• ينتج عن مرور التيار مجال مغناطيسي متغير يؤدي إلى جذب ودفع الملف بالنسبة للمغناطيس.

• يتحرك الغشاء (cone/diaphragm) المتصل بالملف محدثًا اهتزازات في الهواء تمثل الصوت.

يمكن تلخيص العلاقة الأساسية كالتالي:

F = B.I.L

حيث:

• F = القوة المؤثرة على الملف (N).

• B = كثافة الفيض المغناطيسي (T).

• I = شدة التيار (A).

• L = طول السلك في المجال المغناطيسي (m).

النوع	الوصف	الاستخدام
Dynamic Speaker (الديناميكي)	الأكثر شيوعًا – يعتمد على ملف صوتي ومغناطيس دائم.	كل الأجهزة الصوتية تقريبًا.
Electrostatic Speaker	يستخدم لوحين مشحونين عالي الجهد، الغشاء بينهما يهتز.	أنظمة صوت Hi-Fi الراقية.
Piezoelectric Speaker	يعتمد على بلورة بيزوكهربائية تهتز عند تطبيق جهد.	الصفارات الإلكترونية، إنذارات بسيطة.
Horn Speaker (البوقي)	غشاء صغير مع بوق لزيادة كفاءة انتشار الصوت.	المآذن، النداءات الخارجية.
Planar Magnetic / Ribbon	غشاء رقيق يحمل التيار مباشرة ويهتز في مجال مغناطيسي.	السماعات عالية الدقة (High-End).

الرمز الإلكتروني

 القوانين والعلاقات

• المقاومة (Impedance):
  غالبًا تكون 4Ω أو 8Ω وتحدد توافقه مع مضخم الصوت (Amplifier).
  القانون الذي يربط القدرة مع الجهد والتيار:

• 
  

$$P = \frac{V^2}{R} = I^2 \cdot R$$

حيث:

• P = القدرة الصوتية المستهلكة (W).

• V = الجهد (V).

• I = التيار (A).

• R = المقاومة أو الممانعة (Ω).

• الحساسية (Sensitivity):
  تقاس بالديسيبل (dB) عند 1W/1m. كلما زادت، كلما كان الصوت أعلى بنفس القدرة.

• الاستجابة الترددية:
  النطاق الذي يمكن لمكبر الصوت إنتاجه (مثلاً 60Hz – 20kHz).

الخلاصة

مكبر الصوت عنصر أساسي في أي نظام صوتي، وتتنوع أنواعه بحسب الاستخدام. يهمنا عند تصميم دائرة صوتية معرفة:

• مقاومة مكبر الصوت (لتوافقه مع المضخم).

• قدرته الاسمية (لضمان عدم تلفه).

• حساسيته واستجابته الترددية (لتحديد جودة الصوت).

المصدر :: chatGPT - Wikipedia بتصرّف