مبادئ فيزيائية

كيف تصنع سماعة صوت بنفسك

اكتشف علم الصوتيات والكهرومغناطيسية من خلال نشاط عملي تقوم به بنفسك

روابط إعلانية

صنع الإنسان منذ عصور قديمة الأصوات الموسيقية، اما من خلال الضرب الإيقاعي بالعصي والحجارة إلى أن تطورت أدواته لصناعة سنفونيات معقدة. في يومنا هذا يمكنك الاستماع إلى الأصوات الموسيقية في أي وقت وفي أي مكان، ويرجع ذلك إلى سماعات الصوت الموجودة في هواتفنا الذكية وأجهزة تشغيل ملفات mp3. إننا نستخدم السماعات بشكل تلقائي في كل يوم سواء من سماعة الجوال أو سماعات التلفزيون او مكبرات الصوت.

في هذا المقال سوف نشرح بالتفصيل كيف تصنع مكبر صوت باستخدام أبسط المواد المتوفرة لديك. من خلال تنفيذ الخطوات المدرجة في هذا المقال سوف تتعرف على مفاهيم فيزياء الصوت والكهرومغناطيسية.

مبدأ عمل سماعة الصوت؟

تقوم سماعة الصوت بتحويل التيار الكهربائي إلى صوت (تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة صوتية) وذلك باستخدام أداتين رئيسيين: وهما المغناطيس والملف. 

عندما يتدفق التيار الكهربائي عبر الملف، فإنه يولد مجالًا مغناطيسيًا، وهذه خاصية اكتشفها العالم فرادي عندما لاحظ انحراف بوصلة مغناطيسية كلما اغلق الدائرة الكهربية او فتحها والتي وجدت بالصدفة بجوار بوصلة مغناطيسية فانحرف مؤشر البوصلة حسب تغير التيار المار في السلك المجاور للبوصلة وكان هذا التغير ناتج عن فتح الدائرة الكهربية وإغلاقها حيث يزداد التيار من صفر إلى قيمته العظمى او العكس. وعرف بقانون فاراداي للحث المغناطيسي. الان، اذا مر تيار كهربي متردد في ملف كهربي يتولد فيه مجال مغناطيسي ويمكن اعتبار الملف الذي يمر فيه تيار متردد على أنه مغناطيس كهربي.

نعلم ان التيار الكهربي الناتج عن الإشارة الصوتية هو تيار متردد؛ وذلك لأن الاشارة الصوتية لها سعة اهتزاز متغيرة حسب شدة الصوت وعليه فان التيار الكهربي المتحول من اشارة الصوت يكون متناوبا بين قيم موجبة وقيم سالبة. هذا يعني أن التيار في الملف يغير اتجاهه بصورة مستمرة، اي ان قطبية المجال المغناطيسي للملف الكهربي تتغير ايضا. 

إذا قمنا بوضع مغناطيس دائم له مجالا مغناطيسيا ثابتا بالقرب من الملف الكهربي، فإن المغناطيس الدائم والمغناطيس الكهربائي (الملف) يتفاعلان، بمعنى انهما يتجاذبان ويتنافران حسب تغير قطبية المجال المغناطيسي الكهربي بالنسبة للمجال المغناطيسي الثابت. 

روابط إعلانية

يتسبب هذا التفاعل بين المغناطيس الثابت والملف الكهربي في حدوث حركات اهتزازية للملف بالنسبة للمغناطيس الدائم. يتم تمرير هذه الاهتزازات إلى الهواء المحيط، وعندما تصل هذه الاهتزازات إلى طبلة الأذن، يقوم الدماغ بتفسير هذه الاهتزازات على إنها صوت إذا كان التردد في النطاق المسموع (بين 20 هرتز و 20 كيلو هرتز).

كيف نصنع سماعة صوت؟

سوف نقوم بالاستفادة من فهمنا لمبدأ عمل سماعة الصوت في صناعة سماعة بأدوات بسيطة سوف نسردها خلال شرحنا لطريقة صنع سماعة صوت.

(1) في البداية نحتاج إلى مغناطيس اسطواني من مادة النيوديميوم، وقد تم تفضيل هذا النوع من المغناطيسات لانه قوي وبامكاننا الحصول على مجال مغناطيسي قوي من قطعة صغيرة من مغناطيس النيوديميوم. 

(2) نقوم في الخطوة التالية بتثبيت المغناطيس على قرص مدمج من اقراص الـ DVD أو CD باستخدام مادة لاصقة.

كيف تصنع سماعة صوت بنفسكمغناطيس النيوديميوم مثبتا على قرص مدمج

(3) نأتي الآن لصناعة ملف كهربي وذلك بعمل حوالي 50 لفة من سلك نحاسي حول قطعة من الفلين مع ترك حوالي 10 سم من السلك لاستخدامه كطرف توصيل. بعد الانتهاء من لف السلك نقوم بازالة قطعة الفلين. ويفضل وضع سلك تثبيت على الملف لمنع حلقات الملف من الإفلات، وتذكر ان تترك 10 سم من السلك لاستخدامه كطرف ثاني كما هو موضح في الشكل أدناه.

روابط إعلانية

كيف تصنع سماعة صوت بنفسكالملف النحاسي وقطعة الفلين التي استخدمت لصناعته.

(4) نقوم بتثبيت الملف الكهربي على قرص مدمج آخر، باستخدام مادة لاصقة مع ترك اطراف الملف حرة.

(5) نقوم بتوصيل طرفي الملف بمخرج جهاز صوتي مثل مشغل اقراص CD او اي جهاز صوتي اخر.

(6) قم بتوصيل طرفي الملف مع وصلة مخرج الجهاز الصوتي (يمكنك استخدام سلك سماعة قديمة او مايك وقص طرفيه كما في الصورة ادناه.

كيف تصنع سماعة صوت بنفسك

(7) ضع الملف الكهربي المثبت على القرص المدمج فوق المغناطيس الدائم.

(8) عند تشغيل الجهاز الصوتي سوف تنتقل الاشارة الكهربية من الجهاز إلى الملف الكهربي وعندها من المفترض ان تلاحظ اهتزاز الملف والقرص المدمج في حين ثبات مغناطيسي النيوديميوم لان وزنه ثقيل نسبيا.

(9) لتعزيز الصوت الناتج عن السماعة التي قمت بصناعتها قم بوضع كأس بلاستيكي ليس له قاعدة فوق الملف الكهربي.

كيف تصنع سماعة صوت بنفسك

يوضح الشكل الأجزاء الرئيسية لمكبر الصوت المنزلي مع مصدر الصوت وهو جهاز آي بود وكذلك الملف الكهربي والمغناطيس وكأس البلاستيكي. لاحظ تثبيت كلا من الملف والمغناطيس بقرصين مدمجين.

بهذه الخطوات البسيطة تكون قد صنعت سماعة صوت مستفيدا من معلوماتك في الكهربية والمغناطيسية والأمواج الصوتية. يمكنك تنفيذ هذه الخطوات للمشاركة بها في معرض او لعمل تجارب على الصوت وكيفية تعزيز وضوحه وتكبيره

روابط إعلانية
الوسوم

الدكتور حازم فلاح سكيك

د. حازم فلاح سكيك استاذ الفيزياء المشارك في قسم الفيزياء في جامعة الازهر – غزة | مؤسس شبكة الفيزياء التعليمية | واكاديمية الفيزياء للتعليم الالكتروني | ومنتدى الفيزياء التعليمي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

زر الذهاب إلى الأعلى
إغلاق
إغلاق