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Lexikon Physik

Lautsprecher und Mikrofon

Lautsprecher und Mikrofon sind elektrotechnische Bauteile, mit denen Schall- und elektromagnetische Schwingungen ineinander umgewandelt werden können (man nennt sie daher auch Wandler), wobei der prinzipielle Aufbau der gleiche ist:

  • Lautsprecher setzen elektromagnetische Schwingungen (z. B. aus einem Telefonkabel oder vom Auslesekopf eines CD-Players) in mechanische Schwingungen einer Membran um, die daraufhin Schallwellen aussendet;
  • im Mikrofon wird eine Membran von eintreffenden Schallwellen in Schwingungen versetzt, die daraufhin ein im Gleichtakt schwingendes elektrisches Signal erzeugt. 

Ein häufig anzutreffener Lautsprechertyp ist der dynamische Lautsprecher (Abb.). Bei diesem Bauprinzip befindet sich eine von tonfrequentem Wechselstrom (etwa 16 Hz bis 20 kHz) durchflossene Zylinderspule (Schwingspule) im Luftspalt eines Dauermagneten, die in dessen Magnetfeld im Rhythmus der Tonsignale schwingt. An der Schwingspule ist eine Membran befestigt, welche die Bewegung als Schallwelle an die umgebende Luft abgibt. Der elektrostatische Lautsprecher bzw. Kondensatorlautsprecher wird meist in Ohrhörern eingesetzt. Eine durchlöcherte geerdete Metallplatte und eine nah benachbarte dünne Metallmembran bilden die Platten eines Kondensators. Legt man an diese die tonfrequente Wechselspannung an, so ändert sich das elektrische Feld im Rhythmus der Wechselspannung. Die dabei auftretenden Kräfteänderungen bringen dann die Lautsprechermembran zum Schwingen.

Lautsprecher und Mikrofon - Abbildung 1

Eine besondere einfach Bauart eines Mikrofons ist das Kohlemikrofon (Abb.). Es war früher in jedem Telefonhörer zu finden, ist aber wegen seines begrenzten Frequenzumfangs heute kaum noch gebräuchlich. Eine Metallmembran überträgt den Schalldruck an eine dahinterliegende Schicht Kohlegrieß und drückt die Kohlekörner periodisch zusammen. Dadurch ändert sich ihr elektrischer Widerstand und damit auch der Strom, der von der Membran zur Elektrode fließt, im selben Rhythmus. Eine bessere Tonqualität erzielt das Kondensatormikrofon, das sozusagen einem „umgekehrt“ geschalteten Kondesatorlautsprecher entspricht.

Lautsprecher und Mikrofon - Abbildung 2

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