السماعات (Loudspeakers)

تقوم السماعات بعكس عمل الميكروفونات حيث تقوم بتحويل الإشارات الكهربائية الحاملة للصوت إلى موجات صوتية تنتشر في الهواء وقد تم اختراع أول سماعة على يد جراهام بل في عام 1876م وذلك لاستخدامه في نظام الهاتف الذي اخترعه. إن أشهر أنواع السماعات هي السماعة الحركية (dynamic loudspeaker) والتي لها تركيب مشابه لتركيب الميكروفون الحركي حيث تتكون من ملف كهربائي مثبت في منتصف غشاء له شكل مخروطي ويتحرك الملف بحرية في مجال مغناطيسي دائم أو كهربائي. وعند تمرير التيار الكهربائي المتغير الحامل للإشارة الصوتية في الملف فإن المجال المغناطيسي الذي يولده سيتفاعل مع المجال المغناطيسي الدائم إما بالتجاذب أو التنافر وذلك حسب اتجاه التيار وشدته فيتهتز بذلك الملف مع الغشاء المرتبط به تبعا للاهتزازات الكهربائية وسينتج عن اهتزاز الغشاء اهتزاز للهواء المحيط به منتجا الموجات الصوتية. وفي منتصف الخمسينات من القرن العشرين ظهر نوع جديد من السماعات وهي السماعات الكهروستاتيكية ( electrostatic loudspeakers) وهي أخف وزنا وأقل حجما من السماعات الحركية بسبب غياب المغناطيس فيها. وتتكون هذه السماعات من لوحين معدنيين مثقبين يوجد بينهما لوح ثالث رقيق جدا من البلاستيك المطلي بمادة موصلة كالجرافيت يعمل كغشاء ومثبت عند حوافه بإطار عازل بينما يترك وسطه ليهتز بحرية في الفراغ الواقع بين اللوحين المعدنيين. ويتم تسليط جهد ثابت قد يصل لعدة آلاف فولت بين الغشاء من طرف واللوحين المعدنيين من طرف آخر بينما يتم تسليط الجهد المتغير الحامل للإشارة الصوتية بعد رفع قيمته بشكل كبير من خلال محول بين اللوحين المعدنيين مما يسبب في اهتزاز الغشاء تبعا لاتجاه وشدة الجهد المتغير مصدرا بذلك الموجة الصوتية التي تنفذ إلى الخارج من خلال فتحات اللوحين المعدنيين

انواع السماعات

وظهرت أنواع أخرى من السماعات ولكن ليست بشهرة السماعات الحركية والكهروستاتيكية كالسماعات البلورية (crystal loudspeakers) والشريطية (ribbon loudspeakers) . وتعتبر معاوقة السماعة (loudspeaker impedance) من أهم المعاملات التي يجب تحديدها عند تصميم السماعات حيث يتطلب أن تكون معاوقة خرج المضخم الذي يغذيها مساويا لمعاوقتها وذلك لنقل أكبر كمية من القدرة من المضخم للسماعة وتتوفر معظم أنواع السماعات بقيمتين للمعاوقة وهي ثمانية أومات وهي الأكثر شيوعا وأربعة أومات. ومن الخصائص التي يجب مراعاتها عند اختيار السماعة هو ما يسمى باستجابتها الترددية (frequency response) فالسماعة المثالية هي التي تصدر بنفس المستوى جميع الترددات التي تسمعها الأذن البشرية التي تمتد من ثلاثين هيرتز إلى 20 ألف هيرتز ولكن السماعات العملية تتفاوت تفاوتا كبيرا في استجابتها الترددية فبعضها يغطي الترددات الدنيا وبعضها الوسطى وبعضها العليا من طيف الترددات الصوتية وذلك تبعا لنوع السماعة وجودة تصنيعها. وتتوفر السماعات بأحجام وقدرات مختلفة فمنها الصغيرة التي تستخدم في أجهزة الراديو والهواتف الخلوية والمسجلات وبقدرات تبدأ من أجزاء الواط الواحد والكبيرة جدا التي تستخدم في المساجد والكنائس والمسارح ودور السينما وقد تصل قدراتها لمئات الواطات