Электрическая теория автомобильной аудиосистемы – магнитные поля
Дальнейшее обсуждение электрической теории автомобильных аудиосистем приводит нас к обсуждению того, как поток электричества через проводник создает магнитные поля. вокруг проводника. Понимание взаимосвязи между потоком тока и магнетизмом имеет решающее значение для понимания того, как работает динамик.
История электромагнетизма
Первая задокументированная корреляция между электричеством и магнетизмом была сделана Джаном Доменико Романьози, итальянским ученым-юристом XIX века, который заметил, что намагниченная стрелка двигалась при наличии вольтова столба (предшественника батареи). Ганс Кристиан Эрстед наблюдал подобное явление в апреле 1820 года. Он готовил материалы для вечерней лекции и заметил, что стрелка компаса меняет направление, когда он подключает батарею к электрической цепи. Ни Романьози, ни Эрстед не могли объяснить это явление, но знали, что между ними существует определенная связь.
В 1873 году Джеймс Кларк Максвелл выпустил публикацию под названием Трактат об электричестве и магнетизме. , что объясняет наличие четырех эффектов:
- Электрические заряды притягиваются или отталкиваются друг от друга с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними:разные заряды притягиваются, одинаковые отталкиваются.
- Магнитные полюса (или состояния поляризации в отдельных точках) притягиваются или отталкиваются друг от друга аналогично положительным и отрицательным зарядам и всегда существуют парами:каждый северный полюс связан с южным полюсом.
- Электрический ток внутри провода создает соответствующее окружное магнитное поле снаружи провода. Его направление (по часовой или против часовой стрелки) зависит от направления тока в проводе.
- Ток индуцируется в проволочной петле, когда она движется к магнитному полю или от него, или магнит перемещается к нему или от него; направление тока зависит от направления движения.
Что вызывает магнитное поле при протекании электричества?
Электричество — это движение электронов в проводнике и из него. Один электрон входит в конец проводника, сталкивается с другим электроном и так далее, пока другой электрон не покинет другой конец проводника и не войдет в нагрузку.
Поскольку при протекании тока в проводнике фактически больше электронов, баланс отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных ионов нарушается, что вызывает дисбаланс магнитного поля вокруг проводника.
Мы могли бы посвятить тысячи слов объяснению того, как работают атомы. Но вкратце, ядро атома имеет ядро из положительно заряженных протонов с группой отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг этого ядра. Когда нет тока, у атома нет магнитного поля, потому что количество и путь электронов вокруг протонов уравновешены. Когда мы выталкиваем электрон из одного атома в другой, атомы становятся неуравновешенными и, таким образом, создают чистое магнитное поле.
Объяснение в более широком масштабе
Когда электричество течет от положительного полюса батареи к отрицательному, вокруг проводника создается магнитное поле. Если вы посмотрите на изображение ниже, вы увидите направление магнитного поля относительно потока энергии.
В школах это часто называют правилом правой руки. Если вы обхватите провод правой рукой, вытянув большой палец вверх в направлении тока (положив плюс под рукой, а минус выше), ваши пальцы укажут направление магнитного поля.
Имейте в виду, что для аудиосигналов полярность тока меняется с положительной на отрицательную, так же как вибрации, создаваемые кем-то, говорящим или играющим на инструменте, создают давление и разрежение воздуха для создания звука.
Как магнетизм заставляет динамик работать
В обычных громкоговорителях с подвижной катушкой используется катушка провода (называемая звуковой катушкой) и неподвижный магнит. Электричество от усилителя проходит через звуковую катушку и создает магнитное поле. Полярность магнитного поля притягивает голос внутрь или выталкивает его в количестве, пропорциональном силе магнитного поля.
На приведенной ниже диаграмме показана сила, действующая на звуковую катушку при протекании тока через положительную половину звуковой волны.
На этой диаграмме показана сила, действующая на звуковую катушку при протекании тока через отрицательную половину звуковой волны.
При изменении полярности тока меняется и сила, действующая на звуковую катушку, которая прикреплена к диффузору динамика через формирователь звуковой катушки.
Магнетизм не всегда полезен
Что касается динамиков, то для их работы нам нужны магнитные поля. При этом магнетизм не всегда работает в нашу пользу.
Если через проводник протекает большой ток, вокруг этого проводника возникает сильное магнитное поле. Если мы поместим другой проводник в это магнитное поле, на втором отрезке провода возникнет напряжение.
В наших автомобилях многие устройства, такие как вентиляторы, датчики, генератор переменного тока, модули управления освещением и компьютеры, создают магнитные поля, содержащие высокочастотный шум. Когда неправильно экранированное межсоединение проходит через одно из этих полей, оно может улавливать этот шум и создавать напряжение на проводнике. Вот почему установщику важно прокладывать межблочные кабели, а часто и провода динамиков в автомобиле, вдали от источников электрических помех.
Проконсультируйтесь с местными экспертами по установке мобильной электроники
Когда придет время обновить звуковую систему в вашем автомобиле, посетите местного специализированного продавца аксессуаров для мобильных устройств. У них есть подготовка и опыт, чтобы ваша новая аудиосистема звучала великолепно и не содержала нежелательных шумов!
В нашей следующей статье мы поговорим об индуктивности и емкости и о том, как эти характеристики влияют на высокочастотные электрические сигналы.
Эта статья написана и подготовлена командой www.BestCarAudio.com. Любое воспроизведение или использование запрещено без письменного разрешения 1sixty8 media.