Spe SPC – HAUT-PARLEUR ET MICROPHONE
I/Le Haut-parleur :
a)un transducteur :
Le haut-parleur est un transducteur , c'est à dire qu'il transforme une grandeur physique en une autre : le signal électrique (vibration électrique) est transformé en signal sonore (vibration mécanique) .
Q1) Compléter le schéma ci-dessous
Document 1 :
b)Expérience 1
Observations :
- la membrane vibre à la même fréquence que celle imposée par le GBF
- la membrane vibre sous l'action de la bobine
Explication -Règle du bonhomme d'Ampère :
-le bonhomme d'Ampère est couché sur le fil tel que le courant entre pae les pieds et sort par la tête.
-Il regarde dans le sens du champ magnétique (pour un aimant le champ magnétique sort du pôle nord et rentre par le pôle sud)
-il tend le bras gauche qui donne le sens de la force 
Q2) Pour le schéma ci-dessous , indique le sens de la force 
c)Quelques caractéristiques d'un haut-parleur :
-son impédance Z en W (ohm) et sa puissance P en W (watt) : pour qu'un haut-parleur fonctionne bien , il faut l'alimenter avec une générateur dont l'impédance est voisine de la sienne. Si la puissance électrique reçue est supérieure à sa puissance maximale admise , le haut-parleur peut être détérioré .
-le diamètre du haut-parleur : pour transmettre des sons aigus on utilisera un haut-parleur de petit diamètre appelé tweeter , pour transmettre des sons graves , on utilisera un haut-parleur de grand diamètre appelé boomer .
d)bande passante d'un haut-parleur :
expérience 2 :
Pour les fréquences comprises entre 40 Hz et 8 kHz , on note la valeur du niveau sonore L mesuré avec le sonomètre , en veillant à maintenir la tension U aux bornes du GBF constante (1 V)
Q3)Relever dans un tableau les mesures obtenues , L en fonction de la fréquence f :
f (Hz) |
….................. |
|||
L (dB) |
Q4)Tracer L = L(f)
La bande passante du haut-parleur est égale à l'intervalle de fréquence Df de la courbe pour lequel L> Lmax – 3
Q5) Déterminer la bande passante Df du haut-parleur .
e)diagramme de directivité du haut-parleur :
expérience 3 :
Les mesures seront faites à la fréquence de 1000 Hz
 |
On relève le niveau sonore en fonction de l'angle q .
q (°) |
….................. |
|||
L (dB) |
Q6)Relever les mesures .
Q7) Tracer le diagramme .
II/Les enceintes acoustiques :
a)Des inconvénients des haut-parleurs utilisés seuls
La membrane d'un haut-parleur fait vibrer l'air devant elle , mais aussi l'air derrière elle. L'onde « arrière » et l'onde « avant » peuvent se rencontrer et elles peuvent s'annuler . Cela fait que le rendement d'un haut-parleur est particulièrement mauvais lorsqu'il est utilisé seul .
On utilisera pour éviter ce problème une enceinte qui la plupart du temps supprime l'onde arrière.
Cette enceint est une boîte hermétique, généralement remplie ou capitonnée d'un matériau absorbant, dont le but est d'emprisonner l'onde arrière et de supprimer le « court-circuit » acoustique
b)Les différents types d'enceintes :
b-1 : le baffle-plan infini : consiste à monter le haut-parleur sur une plaque rigide dont les dimensions sont infinies . En pratique la taille de la plaque doit être limitée , ce qui ne permet pas d'éliminer totalement le phénomène de court-circuit acoustique .
b-2:l'enceinte close : il s'agit simplement d'une boite hermétique , généralement remplie ou capitonnée d'un matériau absorbant dont le but est de supprimer l'onde arrière .
b-3:l'enceinte Bass-Réflex : elle récupère les ondes sonores émises à l'intérieur du caisson de l'enceinte pour les restituer en phase avec le son émis à l'avant de l'enceinte , augmentant ainsi le rendement acoustique :
III/Le microphone :
a)schéma :
b)Principe : c'est l'inverse d'un haut-parleur :
-les vibrations sonores font vibrer une membrane solidaire d'une bobine.
-le mouvement de la bobine fait varier le champ magnétique, ce qui crée un courant électrique induit dans la bobine.
-ce courant a donc la même fréquence que le son .
IV/Exercices :
page 91 : 9,11,12 ,13 et 14
Haut-parleur et micro : correction
1)
2)
3) Pour les mesures la tension aux bornes du GBF est maintenue à 1 V
f(Hz) |
40 |
60 |
100 |
200 |
400 |
500 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
3000 |
3500 |
4000 |
5000 |
6000 |
7000 |
8000 |
9000 |
10000 |
L(dB) |
60 |
70 |
78,4 |
86,4 |
91,3 |
82 |
89 |
92,6 |
89 |
82 |
92 |
90 |
88 |
90 |
92,5 |
88 |
83 |
70 |
65 |
4)
5) Le plateau de la courbe tracée ci-dessus se situe à 90 dB . La bande passante s'évalue à 90-3= 87 dB . Le début de la bande passante se situe à 300 Hz environ et la fin est à environ 8000 Hz , ce qui fait une bande passante d'environ Df= 8000-300 = 7700 Hz , soit de l'ordre de 8000 Hz .
6)
Les mesures sont faites ici à une fréquence de 1000 Hz à 40 cm du haut-parleur :
q (°) |
0 |
45 |
90 |
135 |
180 |
225 |
270 |
315 |
360 |
L (dB) |
92 |
85 |
78 |
62 |
79 |
62 |
78 |
85 |
92 |
7)Diagramme de directivité :
Remarque : on ne peut pas dire que ce haut-parleur soit très directif !