L’enroulement d’excitation, appelé bobine mobile, présent à l’intérieur des haut-parleurs, a une valeur d’impédance généralement de 8 ou de 4 ohms, tandis que celui présent dans les casques a une valeur d’impédance qui peut être égale, toujours généralement à 32, 300 ou 600 ohms.
Il existe dans le commerce des haut-parleurs universels, capables de reproduire avec une bonne fidélité, la gamme entière des fréquences audio allant de 20 Hz jusqu’à 20 000 Hz.
Il existe également des haut-parleurs construits exclusivement pour la hi-fi, tous capables de reproduire une gamme limitée de fréquences, c’est-à-dire, seulement les fréquences des notes Basses, Moyennes ou Aiguës.
Pour que ces haut-parleurs hi-fi reçoivent la seule gamme de fréquences qu’ils sont capables de reproduire, ils doivent être reliés à l’amplificateur à travers des filtres appelés cross-over. Ceux-ci sont composés d’inductances et de capacités calculées en fonction de la valeur de l’impédance de la bobine mobile qui, comme nous l’avons dit, peut être de 8 ou 4 ohms. Vous trouverez dans cette leçon toutes les formules pour calculer les filtres cross-over ainsi que quelques exemples de calcul pour des filtres à deux ou trois voies.
La fonction opposée à celle des haut-parleurs, c’est-à-dire celle qui permet de transformer toutes les vibrations sonores en tension électrique, s’opère grâce à un autre composant appelé microphone.
Le haut-parleur est un composant électromécanique, utilisé pour transformer les tensions alternatives, comprises entre 20 000 et 20 000 Hz en vibrations acoustiques qui, en se répandant dans l’air, seront ensuite captées par nos oreilles. Ces tensions alternatives pourront être prélevées à la sortie d’un amplificateur ou d’un radiorécepteur par exemple.
Comme vous pouvez le remarquer en observant la coupe de la figure 174, un haut-parleur est composé d’une membrane en forme d’entonnoir, au centre et à l’arrière de laquelle est montée une bobine composée d’un certain nombre de spires.
Cette bobine est libre de bouger à l’intérieur d’un noyau magnétisé. Lors-qu’elle est polarisée par une tension de polarité identique à celle de l’aimant, par exemple Nord-Nord, la membrane est repoussée vers l’extérieur. Au contraire, si elle reçoit une polarisation opposée, par exemple Nord-Sud, la membrane est attirée vers l’intérieur.
Sachant qu’un signal basse fréquence est composé de demi-onde positives et de demi-onde négatives, lorsque la bobine reçoit ce signal, la membrane commence à osciller avec la même fréquence que la tension qui l’a excitée et produit une onde sonore.
Contrairement à ce que l’on pourrait croire, le mouvement d’oscillation de la membrane ne provoque aucun déplacement d’air, comme le feraient les hélices d’un ventilateur, mais il génère une compression et une décompression des molécules d’air qui, en vibrant, provoquent un son (voir figure 175).
En effet, comme chacun sait, le combiné du téléphone appuyé sur l’oreille n’émet aucun déplacement d’air mais seulement des vibrations qui excitent les molécules d’air, perçues comme un son par notre oreille.
Pour constater le déplacement de la membrane d’un haut-parleur lorsqu’on applique une tension aux pôles de la bobine, reliez une pile de 4,5 volts aux deux broches présentes sur la face arrière du haut-parleur.
Si vous reliez cette pile aux broches du haut-parleur en respectant sa polarité (voir figure 176), la membrane se déplacera vers l’extérieur. Si vous invertissez la polarité de la pile (voir figure 177), vous pourrez remarquer que la membrane se déplace vers l’intérieur.
Plus le diamètre du haut-parleur est important, plus l’oscillation de sa membrane est grande.
On trouve dans le commerce beaucoup de types de haut-parleurs, avec des cônes ronds ou elliptiques et de différents diamètres.
Les haut-parleurs de petit diamètre, capables de débiter des puissances comprises entre 1 et 2 watts, sont généralement utilisés dans les radios portables car leur bobine mobile n’accepte pas de signaux supérieurs à environ 3 volts.
Les haut-parleurs de dimensions légèrement plus grandes, utilisés dans les téléviseurs, les radios normales ou les magnétophones, sont capables de débiter des puissances comprises entre 5 et 10 watts et leur bobine mobile accepte des signaux ayant une amplitude maximale d’environ 8 volts.
Les haut-parleurs utilisés avec les amplificateurs hi-fi débitent des puissances allant jusqu’à 50 ou 80 watts et leur bobine mobile accepte des signaux ayant une amplitude maximale de 25 volts.
Les haut-parleurs utilisés avec les amplificateurs pour discothèque et orchestre, sont capables de débiter des puissances comprises entre 500 et 1 000 watts et leur bobine mobile accepte des signaux ayant une amplitude maximale pouvant atteindre les 90 volts.
Selon leurs dimensions et leurs puissances, les haut-parleurs sont répertoriés en quatre catégories :
Universels - On appelle ainsi tous les haut-parleurs capables de reproduire une large gamme de fréquences acoustiques allant de 70 ou 80 Hz minimum et pouvant atteindre 10 000 ou 12000 Hz maximum. Ces haut-parleurs réussissant à reproduire, avec une bonne fidélité, toutes les fréquences (basses, médiums et aiguës), sont généralement utilisés pour les récepteurs, les téléviseurs, les magnétophones, etc.
Woofer - On appelle ainsi les hautparleurs pourvus d’un cône de grandes dimensions et qui peuvent vibrer avec plus de facilité sur les fréquences des notes les plus basses.
En effet, les Woofer reproduisent fidèlement toutes les fréquences acoustiques basses, en partant de 25 ou 30 Hz, jusqu’à un maximum de 2500 ou 3 000 Hz. Les Woofers ne parvenant pas à reproduire les fréquences moyennes et aiguës, sont assemblés sur les enceintes hi-fi avec deux autres types de haut-parleurs appelés médium et tweeter.
Médium - Ce sont des haut-parleurs qui ont un cône de dimensions très inférieures à celles du Woofer, c’est pourquoi ils peuvent vibrer avec plus de facilité sur les fréquences acoustiques moyennes, en partant de 300 ou 500 Hz, jusqu’à atteindre un maximum de 10 000 ou 12000 Hz.
Tweeter - Ces haut-parleurs ont un cône très rigide et des dimensions très réduites, c’est pourquoi ils peuvent vibrer avec plus de facilité sur les fréquences aiguës, en partant de 1 500 ou 2 000 Hz, jusqu’à un maximum de 20000 ou 25000 Hz.
Toutes les bobines mobiles de ces haut-parleurs ont une impédance caractéristique de 8 ou 4 ohms, toujours indiquée sur le corps du haut-parleur.
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