소리가 스피커를 통해서 증폭이 되는 과학적 원리는 무엇인가요?
가수들 콘서트 공연장, 뮤지컬,오페라 극장에 가면 항상 스피커가 필요합니다. 이렇게 소리가 스피커를 통해서 증폭이 되는 과학적 원리는 무엇인가요?
안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.
스피커는 전기 신호를 기계적인 진동으로 변환하여 소리를 발생시키는 장치입니다. 스피커의 작동 원리는 전자기장과 기계적인 진동의 상호작용에 의해 이루어집니다.
전기 신호가 스피커에 입력되면, 스피커 내부의 전자기장이 변화하면서 전자기장에 놓인 자석과 전기장에 놓인 코일 사이에 힘을 발생시킵니다. 이렇게 발생한 힘으로 코일이 움직이면서 스피커의 진동체(다이어프램)도 함께 움직입니다. 이 진동체의 움직임으로 인해 스피커의 소리를 발생시키는 것입니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. 전기 신호는 오디오 소스(예: 마이크, 음향 시스템)에서 스피커로 전달됩니다. 전기 신호는 스피커의 소리 코일을 통해 흐르면서 자기장을 생성하고, 이는 진동체를 움직여 소리 파동을 생성합니다. 이렇게 생성된 소리 파동은 스피커의 구조를 통해 공간으로 전달되어 듣는 이의 귀에 도달합니다.
스피커는 전기 신호의 세기와 주파수에 따라 소리의 크기와 음조를 조절할 수 있습니다. 이를 통해 다양한 음악, 음성, 효과음 등을 재생할 수 있습니다.
만족스러운 답변이었나요?간단한 별점을 통해 의견을 알려주세요.안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.
북을 치면 소리가 난다. 북을 세게 칠수록 북의 가죽이 크게 진동하고, 주변에 있는 공기의 진동도 커져서 소리의 세기가 커지게 된다. 즉, 북의 가죽에서 진동이 일어나 소리를 냈다고 할 수 있다. 그리고, 북의 진동수가 크면 높은 소리가 나고, 진동수가 작으면 낮은 소리가 난다. 스피커도 이와 마찬가지로 진동을 통해서 소리를 낸다.
도선 주위에 나침반을 놓고 도선에 전류를 흘러주면 나침반 바늘이 움직인다. 이는 도선에 전류가 흐를 때 그 주변에 자기장이 생긴다는 사실을 의미한다. 이 성질을 이용하여 전자석을 만들 수 있다. 쇠못에 에나멜(enamel) 선을 감고 에나멜선에 전류를 흘러주면 쇠못은 자석이 된다. 자석이 된 쇠못을 영구자석에 가까이 가져가면 밀어내거나 당기는 힘이 작용한다. 이러한 원리로 스피커를 만들 수 있다.
스피커에는 진동을 하는 진동판이 있다. 이 진동판에 에나멜 선을 감은 것과 같은 코일(coil)을 붙인다. 이 코일을 보이스 코일 (voice coil)이라고 한다. 보이스 코일을 영구자석 가까이 놓고, 코일에 소리 정보를 가진 전류를 흘러주면 플레밍의 왼손 법칙 1) 에 따라 코일이 힘을 받아 움직인다.
코일과 붙어있는 진동판이 진동을 하면 공기가 진동하여 소리가 나게 된다. 이것이 스피커에서 소리가 나는 기본 원리이다. 진동판을 진동시키는 방식에는 여러 가지가 있다. 구동 방식에 따라 다이내믹 스피커, 정전형 스피커, 압전 스피커, 이온형 스피커, 진동면이 얇은 박막형 스피커 등이 있다.
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