Principe de fonctionnement:
Le principe le plus couramment utilisé et appliqué pour les haut-parleurs repose sur les lois de Biot-Savar-Laplace, introduisant l'interaction entre champ magnétique et courant électrique.
Ce qu'il faut retenir : Electricité et magnétisme sont liés
- le passage d'un courant dans un conducteur crée un champ magnétique
- la variation d'un champ magnétique crée un courant électrique
Parmi les conséquences de ce principe, la plus importante est à l'origine du transducteur. En effet, un solide mobile traversé par un courant, et placé dans un champ magnétique, a la capacité de se mouvoir proportionnellement à l'intensité du courant qui le traverse. Les paramètres à prendre en compte seront alors la valeur de ce champ et la tension aux bornes du solide conducteur, ou l'intensité puisque chacune de ces grandeurs est reliée à l'autre par l'impédance à travers la classique loi d'Ohm.
Si on applique une tension entre les bornes de la bobine, celle-ci est parcourue par un courant I.
Par construction chaque élément dL de conducteur est normal à l'axe de l'aimant. Comme le champ magnétique est radial, cet élément est soumis à une force dF = I ^ dL ^ B (Force de Laplace) parallèle à l'axe. Par raison de symétrie, la résultante des forces qui s'exercent sur la bobine est axiale.
L'ensemble mobile (bobine + membrane) est soumis aux forces suivantes :
* son poids et la réaction du support opposée au poids.
* la force de rappel de la liaison avec le saladier.
* la force de Laplace.
* une force de frottement pratiquement proportionnelle à la vitesse.
Si on alimente la bobine par une tension sinusoïdale, la membrane se déplace comme un piston rigide qui anime l'air et génère une onde sonore sinusoïdale.
Il faut remarquer, dans ce cas, qu'il est convenable de fixer le diafragme à la bobine que à l'aimant à cause de son poids. On cherche toujours à obtenir une mobilité de la membrane qui soit la plus grande possible pour obtenir une gamme plus étendue de fréquences.
Donc Pbobine< Paimant
La réalisation pratique d'un "bon" haut-parleur est difficile. Le haut-parleur idéal doit avec une courbe de réponse pression acoustique-fréquence aussi plate que possible et un rendement aussi élevé que possible. Or le système mécanique équivalent est un système oscillant du premier ordre qu'il faut amortir assez fortement pour avoir une réponse plate.
Pour arriver à obtenir une réponse correcte sur toute la gamme du spectre acoustique, il faut associer plusieurs haut-parleurs ayant des fréquences de résonance très différentes avec un système de filtres pour aiguiller le signal en fonction de sa fréquence vers le haut-parleur idoine.
De plus en vibrant la membrane crée deux ondes acoustiques en opposition de phase : l'onde avant et l'onde arrière.
Pour éliminer l'onde arrière, on place le haut-parleur dans un caisson garni d'un matériau absorbant qui participe aussi à l'amortissement.
On peut aussi (enceinte bass-reflex) déphaser l'onde arrière et l'ajouter à l'onde avant en lui faisant parcourir une chicane dans le caisson.
