ลำโพงเป็นอุปกรณ์ที่เราคุ้นเคยและใช้งานกันอยู่ทุกวัน ไม่ว่าจะใช้ฟังเพลง ดูหนัง หรือประชุมงาน แต่คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่ากล่องสี่เหลี่ยม หรือดอกลำโพงกลม ๆ นี้ สามารถเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าให้กลายเป็นเสียงที่เราได้ยินได้อย่างไร?
กลไกการทำงานของลำโพงนั้นถือเป็นวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่ง ซึ่งอาศัยหลักการทางแม่เหล็กไฟฟ้าในการสร้างคลื่นเสียงออกมาสู่โลกภายนอก
ส่วนประกอบหลักของลำโพง
โดยทั่วไป ลำโพงหนึ่งตัวจะมีส่วนประกอบหลักที่ทำงานร่วมกัน ได้แก่:
- แม่เหล็กถาวร (Permanent Magnet): เป็นแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กที่คงที่ ซึ่งถูกยึดติดกับโครงของลำโพง
- วอยซ์คอยล์ (Voice Coil): เป็นขดลวดทองแดงที่พันรอบแกน และวางอยู่ภายในช่องว่างของสนามแม่เหล็ก
- กรวยลำโพง (Cone หรือ Diaphragm): ทำจากวัสดุที่เบาและแข็งแรง (เช่น กระดาษ พลาสติก หรือโลหะ) ซึ่งติดอยู่กับวอยซ์คอยล์ มีหน้าที่ผลักอากาศเพื่อสร้างคลื่นเสียง
กลไกการเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้าเป็นเสียง (The Electromagnetism Principle)
หลักการทำงานของลำโพงนั้นใช้กฎพื้นฐานของแม่เหล็กไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า “แรงลอเรนซ์ (Lorentz Force)” ดังนี้:
1. รับสัญญาณไฟฟ้าจากเครื่องขยายเสียง
เมื่อคุณเปิดเพลง สัญญาณเสียงที่บันทึกไว้จะถูกแปลงเป็น สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับ (AC signal) ที่มีการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ซึ่งสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยังวอยซ์คอยล์
2. วอยซ์คอยล์กลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า
เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านวอยซ์คอยล์ (ซึ่งเป็นขดลวด) มันจะสร้าง สนามแม่เหล็กไฟฟ้าชั่วคราว ขึ้นมาล้อมรอบขดลวดนั้น โดยสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้จะเปลี่ยนทิศทางตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ไหลเข้า
3. เกิดแรงผลักและดึง (The Push and Pull)
เนื่องจากวอยซ์คอยล์วางอยู่ในสนามแม่เหล็กที่เกิดจากแม่เหล็กถาวร เมื่อวอยซ์คอยล์กลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า มันจะเกิดปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กถาวรตามกฎทางแม่เหล็กไฟฟ้า:
- เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลไปในทิศทางหนึ่ง สนามแม่เหล็กของวอยซ์คอยล์จะ ผลัก กับแม่เหล็กถาวร ทำให้วอยซ์คอยล์และกรวยลำโพงที่ติดอยู่กับมัน เคลื่อนที่ไปข้างหน้า
- เมื่อกระแสไฟฟ้ากลับทิศทาง สนามแม่เหล็กของวอยซ์คอยล์จะ ดึงดูด กับแม่เหล็กถาวร ทำให้วอยซ์คอยล์และกรวยลำโพง เคลื่อนที่กลับมาข้างหลัง
4. การสร้างคลื่นเสียง
กระบวนการผลักไปข้างหน้าและดึงกลับมาข้างหลังนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและต่อเนื่อง ตามความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าที่เข้ามา การเคลื่อนที่ของกรวยลำโพงนี้จะไป ผลักและดึงอากาศ ที่อยู่ด้านหน้า ทำให้เกิดเป็น คลื่นเสียง (Sound Waves) ซึ่งเดินทางผ่านอากาศมาเข้าหูของเรา และทำให้เราได้ยินเสียงในที่สุด
กล่าวโดยสรุปคือ ลำโพงทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล (การเคลื่อนที่) และเปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานเสียงนั่นเอง
เสียงทุ้ม กลาง แหลม เกี่ยวข้องอย่างไร?
- ความถี่ (Frequency): ความเร็วของการเคลื่อนที่เข้า-ออกของกรวยลำโพง จะกำหนดความถี่ของเสียงที่เราได้ยิน (เสียงทุ้ม/เสียงแหลม)
- เสียงแหลม (สูง): กรวยลำโพงจะสั่นเร็ว (ความถี่สูง)
- เสียงทุ้ม (ต่ำ): กรวยลำโพงจะสั่นช้า (ความถี่ต่ำ)
- ความดัง (Volume): ขนาดของกระแสไฟฟ้าที่ไหลเข้าสู่ลำโพง จะกำหนดระยะทางที่กรวยลำโพงเคลื่อนที่เข้า-ออก (Amplitude)
- เสียงดัง: กรวยลำโพงเคลื่อนที่ในระยะทางที่กว้างขึ้น
- เสียงเบา: กรวยลำโพงเคลื่อนที่ในระยะทางที่แคบลง
ดังนั้น ในระบบเสียงที่ดีจึงมักจะใช้ลำโพงหลายตัวที่มีขนาดต่างกัน (เช่น วูฟเฟอร์สำหรับเสียงทุ้ม และทวีตเตอร์สำหรับเสียงแหลม) เพื่อให้แต่ละส่วนสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพในการสร้างคลื่นเสียงในความถี่ที่แตกต่างกันออกมาได้อย่างแม่นยำที่สุด
#ช่างไฟดอทคอม บริการงานซ่อมบำรุงระบบไฟฟ้า ไฟฟ้ากำลัง งานออกแบบติดตั้ง ครบจบ
ขั้นตอนการใช้บริการ
แอดไลน์ > แจ้งปัญหา > รอราคา > ตกลงราคา > รับบริการ
