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Sep 02, 2023

Construisez votre propre haut-parleur

A sound science activity from Science Buddies Key Concepts PhysicsSoundMagnetismElectricity Introduction Do you like to listen to music? Have you ever wondered how a TV, computer or phone turns music

Une activité scientifique solide de Science Buddies

Concepts clésPhysiqueLe SonMagnétismeÉlectricité

Introduction Aimes-tu écouter de la musique? Vous êtes-vous déjà demandé comment un téléviseur, un ordinateur ou un téléphone transforme la musique en un son que vos oreilles peuvent entendre ? Dans ce projet, vous construirez votre propre haut-parleur à partir de matériaux ménagers et découvrirez comment les haut-parleurs convertissent les signaux électriques en son.

Arrière-plan Les sons, tels que les chansons ou la piste audio d'un film, peuvent être stockés sous forme de fichier électronique. Les données du fichier montrent comment l'intensité et la hauteur du son changent au fil du temps. Ces informations peuvent être envoyées électroniquement via un fil (ou dans le cas d'un signal Wi-Fi, par voie aérienne en utilisant des ondes radio). Ce processus déplace les informations d'un endroit à un autre sous forme numérique, mais il ne produit pas de son.

Pour produire du son à partir d’un signal électrique, nous avons besoin d’une autre pièce du puzzle : l’électromagnétisme. Lorsqu’un courant électrique circule dans un fil, il produit un champ magnétique autour du fil. Le champ magnétique autour d’un seul morceau de fil droit est assez faible. Cependant, enrouler un tas de fil dans une bobine serrée peut rendre le champ magnétique beaucoup plus fort. Ainsi, lorsque nous envoyons le signal électrique changeant d'un fichier audio à travers une bobine de fil, nous obtenons un champ magnétique changeant qui correspond au son d'origine.

Ce champ magnétique changeant peut pousser et tirer sur le champ magnétique d’un aimant proche (appelé aimant permanent). Lorsque les aimants se poussent et se tirent les uns sur les autres, ils peuvent créer un mouvement. Vous l'avez remarqué si vous avez déjà assemblé deux aimants ou utilisé un aimant pour repousser un autre aimant. Lorsqu'un des aimants (soit l'électro-aimant, soit l'aimant permanent) est fixé à une fine membrane, le champ magnétique qui change rapidement fait vibrer la membrane. La membrane vibrante heurte les molécules d’air voisines, les faisant également vibrer. Cette vibration se propage dans l’air sous forme d’onde sonore. Finalement, il atteint vos oreilles et vous entendez un son.

Normalement, les haut-parleurs sont recouverts d'un boîtier ou intégrés à un appareil électronique afin que vous ne puissiez pas voir l'intérieur. Dans ce projet, vous construirez vos propres enceintes à partir de zéro afin de voir comment elles fonctionnent !

Matériaux

Préparation

Procédure

Observations et résultats Lorsque vous avez tenu votre haut-parleur près de votre oreille et que vous avez tenu l'aimant près de la bobine, vous auriez dû pouvoir entendre une musique très faible. Si vous éloigniez l’aimant, la musique disparaîtrait. Cela se produit parce que les forces magnétiques sont très fortes à proximité de l’aimant mais s’affaiblissent rapidement à mesure qu’on s’en éloigne.

Contrairement à un haut-parleur ordinaire, votre haut-parleur n'était probablement pas assez fort pour que vous puissiez l'entendre de l'autre côté de la pièce. Les haut-parleurs ordinaires ont généralement une alimentation séparée (ils se branchent sur une prise murale ou un port USB ou ont une batterie interne) et un amplificateur, ce qui rend le son beaucoup plus fort. Votre enceinte fonctionne davantage comme un casque filaire, sans alimentation externe. Vous pouvez entendre les écouteurs lorsque vous placez les écouteurs directement dans votre oreille, mais pas depuis l'autre côté de la pièce.

Plus à explorer Qu'est-ce qu'un aimant ? de Physics4KidsMake Sprinkles Dance, de Scientific American Quel volume les haut-parleurs en papier peuvent-ils atteindre ? de Science BuddiesMaking Sound Waves, de Scientific AmericanParler via un téléphone à cordes, de Scientific AmericanSTEM Activities for Kids, de Science Buddies

Cette activité vous est proposée en partenariat avec Science Buddies

Ben Finio est scientifique principal chez Science Buddies et maître de conférences à la Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering de l'Université Cornell. Suivez-le sur Twitter @BenFinio.

Markian Hawryluk, Renuka Rayasam et Kaiser Health News

John Fialka et E&E News

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Emily Schwing

Jack Murtagh | Avis

Lucy Tu