Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:17 • sest 16:10 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 21:40 • Sest 15:54 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 10:12 • Síðdegis: 22:46 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 03:46 • Síðdegis: 16:36 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi Hvernig verkar hátalari?

Flokkun:

27.7.2010
Náttúruvísindi og verkfræði Eðlisfræði: í daglegu lífi

Hvernig verkar hátalari?

Emil Harðarson

Hátalarar eru órjúfanlegur þáttur í okkar daglega lífi og er hlutverk þeirra að taka við upplýsingum á formi rafbylgna eða -sveiflna og skila þeim sem hljóðbylgjum. Hljóðnemar breyta hljóðbylgjum í rafbylgjur sem hægt er að geyma eða senda langar vegalengdir. Hátalarar nema rafbylgjurnar og túlka þær til baka í hljóðbylgjur, sem við nemum síðan með eyrunum. Til þess að fá almennilega hugmynd um það hvernig þetta ferli virkar þarf fyrst að átta sig á því hvað hljóð er.

Hljóð er ekkert annað en þrýstingsbylgjur sem ferðast í lofti eða öðrum efnum. Það er einkum tvennt sem einkennir ákveðið hljóð, það er annars vegar tíðni þess og hins vegar útslag eða styrkur. Því örari sem sveiflan milli há- og lágþrýstings er, því hærri tíðni hefur hljóðbylgjan. Því meiri munur á há- og lágþrýstingi, því háværara er hljóðið.

Þegar slegið er á gítarstreng þá sveiflast hann með tíðni sem ákvarðast af lengd strengsins. Um leið kemst titringur á loftið í kring og þessi titringur berst í allar áttir sem sveiflur í þrýstingi – hljóð. Þegar þessi titringur fellur á hljóðhimnuna í eyrum manna og dýra þá sveiflast hún í takt við þrýstingsbreytingar hljóðbylgjunnar. Heilinn nemur síðan þessa sveiflu og túlkar hana sem hljóð. Ef við viljum hins vegar geyma hljóð og hlusta á það seinna eða flytja það langar vegalengdir þá þarf að byrja á því að koma því á form sem hentugt er að vinna með og til þess notum við hljóðnema.

Hljóðnemar virka nokkurn vegin eins og eyrað. Í stað hljóðhimnunnar í eyranu hafa þeir himnu sem er yfirleitt úr plasti, pappír eða áli. Hún sveiflast í takt við hljóðið, rétt eins og nafna hennar í eyranu og sveiflan er túlkuð yfir í rafrænt merki. Til þess að hlusta á hljóðið aftur er rafræna merkið sent í magnara og þaðan í hátalara. Hátalarinn túlkar rafræna merkið aftur yfir í titring í loftinu með sinni eigin himnu.

Rafræna merkið sem hátalarar vinna með er rafstraumur sem skiptir í sífellu um stefnu. Þegar breyting er á straumi í vír sem liggur í lykkju þá myndast segulsvið og þetta nýta flestar tegundir hátalara sér. Rafmerkið er látið ferðast í marga hringi og mynda þannig öflugt en síbreytilegt segulsvið. Hjá vírlykkjunum er geymdur sísegull. Þegar hann verður fyrir segulsviðinu sem rafmerkið framkallar verkar hann með krafti á vírlykkjuna, sem sveiflast til og veldur titringi í loftinu umhverfis sig. Þessi titringur hefur sömu tíðni og sveiflurnar í rafstraumnum og þær hafa sömu tíðni og hljóðbylgjurnar sem hljóðneminn nam upphaflega.



Skýringarmynd af hátalara séð að framan

Algengasta gerð hátalara samanstendur af keilu (e. cone) sem tengist stífum ramma (e. frame/basket) með fjöðrun (e. spider). Festingin veldur því að keilan getur aðeins færst í tvær áttir; inn og út úr hátalaranum. Hún veldur því einnig að keilan leiti til byrjunarstöðu þegar slökkt er á hátalaranum. Vírlykkjan sem ber rafstrauminn sem fjallað var um að ofan er kölluð hljóðspóla (e. voice coil) og hún er föst við keiluna. Straumurinn berst til hljóðspólunnar frá tengjunum (e. tags) í gegn um vírana (e. lead wires) (sjá mynd). Hljóðspólan er síðan föst við keiluna, þannig að titringurinn hafi sem mest áhrif á loftið í kring.

Efnið sem keilan er gerð úr þarf að vera stíft og létt. Algengast er að notað sé pappír, plast eða málmur. Ramminn þarf að vera stífur og sterkur en hann er yfirleitt gerður úr áli eða stáli.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Heimildir:

Mynd:

Höfundur

Emil Harðarson

nemi í eðlisfræði við HÍ

Útgáfudagur

27.7.2010

Spyrjandi

Þorkell Máni Þorkelsson, Hermann Ólafsson

Efnisorð

Tilvísun

Emil Harðarson. „Hvernig verkar hátalari?“ Vísindavefurinn, 27. júlí 2010, sótt 21. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=56016.

Emil Harðarson. (2010, 27. júlí). Hvernig verkar hátalari? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=56016

Emil Harðarson. „Hvernig verkar hátalari?“ Vísindavefurinn. 27. júl. 2010. Vefsíða. 21. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=56016>.

Chicago | APA | MLA

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvernig verkar hátalari?
Hátalarar eru órjúfanlegur þáttur í okkar daglega lífi og er hlutverk þeirra að taka við upplýsingum á formi rafbylgna eða -sveiflna og skila þeim sem hljóðbylgjum. Hljóðnemar breyta hljóðbylgjum í rafbylgjur sem hægt er að geyma eða senda langar vegalengdir. Hátalarar nema rafbylgjurnar og túlka þær til baka í hljóðbylgjur, sem við nemum síðan með eyrunum. Til þess að fá almennilega hugmynd um það hvernig þetta ferli virkar þarf fyrst að átta sig á því hvað hljóð er.

Hljóð er ekkert annað en þrýstingsbylgjur sem ferðast í lofti eða öðrum efnum. Það er einkum tvennt sem einkennir ákveðið hljóð, það er annars vegar tíðni þess og hins vegar útslag eða styrkur. Því örari sem sveiflan milli há- og lágþrýstings er, því hærri tíðni hefur hljóðbylgjan. Því meiri munur á há- og lágþrýstingi, því háværara er hljóðið.

Þegar slegið er á gítarstreng þá sveiflast hann með tíðni sem ákvarðast af lengd strengsins. Um leið kemst titringur á loftið í kring og þessi titringur berst í allar áttir sem sveiflur í þrýstingi – hljóð. Þegar þessi titringur fellur á hljóðhimnuna í eyrum manna og dýra þá sveiflast hún í takt við þrýstingsbreytingar hljóðbylgjunnar. Heilinn nemur síðan þessa sveiflu og túlkar hana sem hljóð. Ef við viljum hins vegar geyma hljóð og hlusta á það seinna eða flytja það langar vegalengdir þá þarf að byrja á því að koma því á form sem hentugt er að vinna með og til þess notum við hljóðnema.

Hljóðnemar virka nokkurn vegin eins og eyrað. Í stað hljóðhimnunnar í eyranu hafa þeir himnu sem er yfirleitt úr plasti, pappír eða áli. Hún sveiflast í takt við hljóðið, rétt eins og nafna hennar í eyranu og sveiflan er túlkuð yfir í rafrænt merki. Til þess að hlusta á hljóðið aftur er rafræna merkið sent í magnara og þaðan í hátalara. Hátalarinn túlkar rafræna merkið aftur yfir í titring í loftinu með sinni eigin himnu.

Rafræna merkið sem hátalarar vinna með er rafstraumur sem skiptir í sífellu um stefnu. Þegar breyting er á straumi í vír sem liggur í lykkju þá myndast segulsvið og þetta nýta flestar tegundir hátalara sér. Rafmerkið er látið ferðast í marga hringi og mynda þannig öflugt en síbreytilegt segulsvið. Hjá vírlykkjunum er geymdur sísegull. Þegar hann verður fyrir segulsviðinu sem rafmerkið framkallar verkar hann með krafti á vírlykkjuna, sem sveiflast til og veldur titringi í loftinu umhverfis sig. Þessi titringur hefur sömu tíðni og sveiflurnar í rafstraumnum og þær hafa sömu tíðni og hljóðbylgjurnar sem hljóðneminn nam upphaflega.



Skýringarmynd af hátalara séð að framan

Algengasta gerð hátalara samanstendur af keilu (e. cone) sem tengist stífum ramma (e. frame/basket) með fjöðrun (e. spider). Festingin veldur því að keilan getur aðeins færst í tvær áttir; inn og út úr hátalaranum. Hún veldur því einnig að keilan leiti til byrjunarstöðu þegar slökkt er á hátalaranum. Vírlykkjan sem ber rafstrauminn sem fjallað var um að ofan er kölluð hljóðspóla (e. voice coil) og hún er föst við keiluna. Straumurinn berst til hljóðspólunnar frá tengjunum (e. tags) í gegn um vírana (e. lead wires) (sjá mynd). Hljóðspólan er síðan föst við keiluna, þannig að titringurinn hafi sem mest áhrif á loftið í kring.

Efnið sem keilan er gerð úr þarf að vera stíft og létt. Algengast er að notað sé pappír, plast eða málmur. Ramminn þarf að vera stífur og sterkur en hann er yfirleitt gerður úr áli eða stáli.

Frekara lesefni af Vísindavefnum:

Heimildir:

Mynd:...