Принцип работы электромагнитного микрофона

Чтобы понять, как работает электромагнитного микрофона, рассмотрим рисунок ниже.

1 – металлическая мембрана, удаленная на небольшое расстояние от сердечника катушки;
2 – обмотка из проволоки;
3 – сердечник.
4 – постоянный магнит.

Здесь, на рисунке, обмотка и постоянный магнит выполняют роль двух катушек.

В случае, когда перед микрофоном отсутствует речь, сила тока в цепи const и определяется выражением:

$I_{0}=\frac{E}{R+R_{m}}$

I₀ — сила тока в цепи, А;
E — э.д.с. батареи, В;
R — сопротивление внешней цепи, Ом;
R_m — сопротивление микрофона, Ом;
В случае, когда перед микрофоном присусттвует речь, сопротивление меняется на величину Δr, отсюда сила тока равна:

$I_{0}=\frac{E}{R+R_{m}±Δr}$

Тогда при увеличении сопротивления микрофона на Δr, сила тока уменьшится:

$I_{0}=\frac{E}{R+R_{m}+Δr}$

И наоборот, при уменьшении сопротивления микрофона на Δr, сила тока увеличится:

$I_{0}=\frac{E}{R+R_{m}−Δr}$

Принцип работы электромагнитного микрофона основан на взаимодействии магнитного потока постоянного магнита Ф_о и магнитного переменного потока, получаемого в результате разговора  Ф_~.
Формула для определения силы F₀, которая действует на мембрану микрофона в случае отсутствия переменного тока в телефонной обмотке:

F₀=kФ₀²

k — коэффициент пропорциональности.

Коэффициент пропорциональности зависит от конструкции цепи.

В случае прохождения переменного тока в телефонной обмотке, то на мембрану телефона будет действовать сила F, которое определяется из выражения:

F=kФ²

Суммарный магнитный поток Ф находится по формуле:

Ф=Ф₀ + Ф_~.

Формула для определения переменного магнитного потока, при условии протекания переменного тока в обмотке имеет синусоидальний закон:

Ф_~=Ф_msinωt

 Ф_m — амплитуда переменного магнитного потока.

Формула для определения силы, приводящая в колебательное движение мембрану телефона:

F=kФ²=k(Ф₀+Ф_msinωt)²=

=kФ₀²+2kФ₀Ф_msinωt+0,5kФ_m²(1-cos2ωt)

Стоит также отметить, что электромагнитный микрофон выполняет функцию не только простого генератора сигналов, но и как усилитель.

Максимальная мощность микрофона достигается тогда, когда сопротивление нагрузки равно сопротивлению микрофона, т.е.

R_н=R_мф