Comment fonctionnent les haut-parleurs vibrants

Peu de développements dans l'histoire de la musique se distinguent de tous les autres : le premier instrument de musique, le développement de la technologie d'enregistrement et le jour où Bob Dylan est passé aux guitares électriques en font partie. Le changement le plus important de ces dernières décennies est peut-être le passage aux appareils mobiles en tant que systèmes de diffusion de musique.

Smartphones , lecteurs MP3, tablettes et autres gadgets rendent la musique plus accessible. Mais ce passage à la musique mobile s'accompagne d'un défi. Écouter un appareil avec un casque peut être formidable. Mais la plupart des appareils mobiles n'ont pas de haut-parleurs internes suffisamment puissants pour offrir une expérience vraiment satisfaisante si vous souhaitez partager de la musique avec d'autres personnes.

Une solution au problème consiste à utiliser des haut-parleurs portables. Mais de nombreux haut-parleurs portables manquent de punch. Le son peut être grêle ou mince. Vous ne pourrez peut-être en tirer qu'un volume relativement faible. Une autre approche consiste à utiliser des haut- parleurs vibrants , parfois appelés transducteurs de vibrations .

Ces gadgets transforment les surfaces en haut-parleurs. Montez-en un sur une fenêtre ou posez-le sur une table et vous obtenez soudainement un son riche et plein. L'effet peut être étonnant, d'autant plus que ces enceintes peuvent être relativement petites. Alors, comment un si petit appareil peut-il créer des sons pleins ?

Pour bien comprendre le fonctionnement d'une enceinte vibrante, il faut d'abord s'intéresser de plus près au monde du son et à la façon dont on le perçoit.

À son niveau le plus élémentaire, le son est un mouvement. Les sons que nous entendons tous les jours sont le résultat de molécules dans l'air qui se heurtent les unes aux autres - elles réagissent à l'impulsion qui crée le son en premier lieu. Les molécules d'un gaz se déplacent de manière aléatoire. Cette vitesse de ce mouvement dépend quelque peu de la température du gaz. Les gaz plus froids ont moins de mouvement moléculaire, ce qui rend les collisions au sein de ce gaz plus lentes qu'elles ne le feraient si les molécules se promenaient rapidement.

Mais l'air n'est pas le seul milieu capable de transmettre des sons. En fait, le son peut se propager plus rapidement à travers les liquides et les solides qu'à travers les gaz. Les molécules des liquides et des gaz sont plus rapprochées qu'elles ne le sont dans les gaz. Les molécules ne se déplacent pas autant qu'elles le font dans un gaz - les collisions entre les molécules se produisent donc plus rapidement.

À 0 degré Celsius (32 degrés Fahrenheit), le son se propagera dans l'air à 331 mètres par seconde. C'est environ 740 miles par heure. Mais le son voyage à 1 450 mètres par seconde à travers le mercure liquide. Le verre solide transmet le son à 5 640 mètres par seconde. D'une manière générale, plus les molécules sont serrées dans un milieu, plus il a tendance à transmettre le son rapidement.

Le son rayonne vers l'extérieur à partir de sa source. Imaginez un étang immobile. Allez-y maintenant et lancez un gros rocher en plein milieu. Vous verrez des vagues onduler vers l'extérieur à partir du point d'impact. C'est similaire à la façon dont le son se propage -- il se déplace par ondes dans toutes les directions. Plus vous vous éloignez de la source du son, plus ce sera silencieux car les ondes perdent de l'énergie et se propagent.

Les ondes sonores varient en fréquence et en intensité. Les sons à haute fréquence ont une hauteur plus élevée. Le volume d'un son dépend de la façon dont il modifie les niveaux de pression atmosphérique - des changements plus importants signifient des sons plus forts.

Alors comment se fait-il que nous entendions ces mouvements moléculaires ? Nous devons remercier nos tympans pour cela. Le tympan est un mince morceau de peau à l'intérieur de votre oreille. Lorsque des molécules en collision frappent votre tympan, celui-ci vibre. De minuscules os se connectent au tympan et transmettent ces vibrations à la cochlée, une structure de votre oreille interne qui contient du liquide. Les vibrations exercent une pression sur le fluide dans la cochlée et l' organe de Corti , une autre structure de votre oreille interne, traduit ces changements de pression en impulsions électriques qui voyagent le long du nerf auditif jusqu'à votre cerveau. Votre cerveau interprète alors ces signaux comme des sons.

Dans l'espace, personne ne peut vous entendre. . . du tout

Pourquoi le son ne peut-il pas voyager dans l'espace ? C'est parce que les molécules sont tellement éloignées les unes des autres qu'elles ne peuvent pas interagir. Sans les collisions moléculaires, il n'y a pas de son. Si vous voulez un peu de paix et de tranquillité, l'espace pourrait combler le vide, métaphoriquement parlant.

Un haut- parleur typique comporte plusieurs parties. Les pièces que vous pouvez voir sans ouvrir un haut-parleur sont la suspension, le diaphragme et le capuchon anti-poussière. La suspension agit comme un cadre pour le diaphragme. Le diaphragme ressemble à un simple cône avec le capuchon anti-poussière au centre. Le capuchon anti-poussière recouvre une pièce appelée bobine mobile.

La bobine acoustique est une pièce mobile à l'intérieur du haut-parleur. C'est aussi un électro-aimant. Le passage du courant à travers la bobine crée un champ magnétique. Inverser le courant change la polarité de ce champ magnétique. À la base de l'enceinte se trouve un aimant permanent. Lorsque la polarité du champ magnétique de la bobine correspond à celle de l'aimant permanent, les deux champs similaires se repoussent et la bobine se déplace vers l'extérieur, poussant le diaphragme. Lorsque les forces magnétiques sont opposées, elles s'attirent. Cela tire la bobine vers l'intérieur, tirant sur le diaphragme.

L'alternance de l' électricité circulant dans la bobine entraînera un mouvement rapide de la bobine vers le haut et vers le bas. Cela fait bouger le diaphragme, ce qui entraîne une modification de la pression atmosphérique. Les mouvements des molécules dans l'air produisent le son que nous entendons. Un amplificateur fournit les changements d'électricité pour faire bouger le diaphragme de manière à ce qu'il reproduise les bons sons.

Un haut-parleur vibrant est similaire, sauf qu'il n'y a pas de diaphragme. Au lieu de cela, la bobine acoustique se fixe à une plaque mobile. Poser un haut-parleur vibrant sur une surface solide positionne la plaque de manière à ce qu'elle vibre contre cette surface. Lorsque le courant alterne dans la bobine, il se déplace de haut en bas, poussant contre la plaque mobile. La plaque pousse contre la surface, transférant l'énergie à la surface et la transformant en haut-parleur. Parce que les haut-parleurs à vibration convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique, ils sont également appelés transducteurs. Un transducteur est un dispositif capable de convertir une forme d'énergie en une autre.

La surface solide vibrera avec le haut-parleur, déplaçant les molécules d'air autour d'elle. Comme pour tout autre son, votre oreille détecte les mouvements des molécules d'air en collision. Certains matériaux résonnent mieux que d'autres - tous les solides ne sont pas créés égaux. En général, le verre et le bois ont tendance à mieux fonctionner avec des haut-parleurs vibrants. Vous pouvez même monter des haut-parleurs vibrants à l'intérieur d'un mur, laissant les haut-parleurs invisibles pour ceux qui se trouvent dans la pièce. Étant donné que les haut-parleurs transmettent des vibrations aux surfaces sur lesquelles vous les montez, le mur lui-même enverra du son.

Les fabricants ont trouvé des moyens astucieux d'intégrer des haut-parleurs vibrants dans divers produits. Une entreprise crée des haut-parleurs vibrants que vous pouvez monter sur un casque de ski, vous permettant d'écouter de la musique lorsque vous dévalez les pistes. D'autres conçoivent des haut-parleurs que vous pouvez monter sous des bureaux ou des tables, vous offrant une surface complète pour travailler sans l'encombrement des haut-parleurs visibles. Et puis il y a les haut-parleurs à conduction osseuse, qui transfèrent les vibrations directement à votre crâne pour que vous entendiez et ressentiez la musique en même temps !

La première fois que j'ai vu un haut-parleur vibrant, c'était dans une chambre d'hôtel à Las Vegas lors d'une visite au CES. L'entreprise qui présentait le produit a fait la démonstration de ses haut-parleurs en les tenant contre des objets comme des boîtes de céréales, des fenêtres et même une carte de visite. J'ai été impressionné par le son qu'ils pouvaient sortir d'objets apparemment aléatoires. Depuis lors, le marché s'est épanoui pour les haut-parleurs vibrants et vous pouvez trouver des modèles de plusieurs sociétés différentes, allant des haut-parleurs de bureau aux installations murales.

Articles Liés

Plus de grands liens

Sources