Τα μεγάφωνα είναι διατάξεις οι οποίες μετατρέπουν τα (ακουστικά) ηλεκτρικά σήματα σε ηχητικά κύματα. Πρόκειται δηλαδή για ηλεκτρομηχανικούς μετατροπείς ενέργειας που δέχονται ηλεκτρική ενέργεια και την μετατρέπουν σε ηχητική ενέργεια.

Χαρακτηριστικά μεγέθη μεγαφώνων είναι α) Η ισχύς β) Ο βαθμός απόδοσης γ) Η απόκριση συχνότητας δ) Η σύνθετη αντίσταση.

Η ισχύς ενός μεγαφώνου που αναφέρει ο κατασκευαστής είναι η μέγιστη συνεχή ηλεκτρική ισχύ που μπορεί να τροφοδοτηθεί το μεγάφωνο χωρίς να κινδυνεύει να καταστραφεί.

Ο βαθμός απόδοσης ενός μεγαφώνου είναι ο λόγος της ηλεκτρικής ενέργειας που μετατρέπεται σε ήχο προς τη συνολική ενέργεια που φτάνει στο μεγάφωνο. Ο βαθμός απόδοσης ενός μεγαφώνου είναι πολύ μικρός και κυμαίνεται από 5% – 25%

Η απόκριση συχνότητας εκφράζει την ικανότητα του μεγαφώνου να ανταποκρίνεται ομοιόμορφα σ’ ολόκληρη την περιοχή ακουστικών συχνοτήτων. Συνήθως οι κατασκευαστές δίνουν την καμπύλη απόκρισης συχνοτήτων για την περιοχή ακουστικών συχνοτήτων από 16ΚHz έως 20KHz

Η σύνθετη αντίσταση ενός μεγαφώνου είναι η τιμή που δίνει ο κατασκευαστής για το συνδυασμό της ωμικής και επαγωγικής αντίστασης του πηνίου που περιέχει το μεγάφωνο στο ηλεκτρικό σήμα καθώς είναι συνδεδεμένο στην έξοδο του ενισχυτή.

Η πιστότητα ενός μεγαφώνου είναι η ικανότητα του να μετατρέπει τις ηλεκτρικές μεταβολές σε ηχητικά κύματα χωρίς παραμορφώσεις.

Τα μεγάφωνα ανάλογα με τον τρόπο μετατροπής του ηλεκτρικού σήματος σε ηχητικό διακρίνονται σε α)Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα και β)Κόρνες

Ηλεκτρομαγνητικά μεγάφωνα

Τα μεγάφωνα αυτά αποτελούνται από ένα μόνιμο μαγνήτη, ένα σταθερό πηνίο που βρίσκεται μεταξύ των πόλων του μαγνήτη, την κωνική μεμβράνη (ο κώνος) η οποία μπορεί να πάλλεται και το μεταλλικό σασί στο οποίο στηρίζεται η μεμβράνη.

Ο μόνιμος μαγνήτης δημιουργεί ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο το οποίο έλκει τη μεμβράνη ελαφρά και την διατηρεί συνεχώς τεντωμένη. Οι ταλαντώσεις της μεμβράνης δημιουργούνται με την μεταβολή του σταθερού μαγνητικού πεδίου. Η κίνηση αυτή επιτυγχάνεται με δυο τρόπους:

Α τρόπος ταλάντωσης: Η μεμβράνη στην πίσω πλευρά φέρει επίπεδο οπλισμό ο οποίος έλκεται ή απωθείται ανάλογα με τις μεταβολές του μαγνητικού πεδίου προκαλώντας με τον τρόπο αυτό τις δονήσεις της μεμβράνης. Οι δονήσεις αυτές παράγουν ηχητικά κύματα που διεγείρουν το αισθητήριο της ακοής.

Β τρόπος ταλάντωσης: Στο μέσο της μεμβράνης στην πίσω μεριά, υπάρχει συνδεμένη με τη μεμβράνη μια μεταλλική βελόνα το δεύτερο άκρο της οποίας ενώνεται με ένα μεταλλικό άξονα (οπλισμό) ο οποίος βρίσκεται μεταξύ των πόλων του μαγνήτη. Οι μεταβολές του μαγνητικού πεδίου ταλαντώνουν τον οπλισμό και έτσι μέσω της βελόνας η ταλάντωση μεταδίδεται στην κωνική μεμβράνη του μεγαφώνου.

Ηλεκτροδυναμικά μεγάφωνα

Αποτελούνται από ένα ισχυρό μαγνήτη ο οποίος έχει ένα κυλινδρικό διάκενο λίγων χιλιοστών εντός του οποίου τοποθετείται το πηνίο του μεγαφώνου. Το πηνίο είναι τυλιγμένο πάνω σε μια βάση κυλινδρικής μορφής, στερεωμένο στον κώνο, που μπορεί σε αντίθεση με τα ηλεκτρομαγνητικά να ολισθαίνει κατά μήκος του διάκενου του μαγνήτη.

Η κατασκευή του μεγαφώνου κινητού πηνίου στηρίζεται στο νόμο του Laplace, σύμφωνα με τον οποίο η δύναμη που δέχεται ένας αγωγός που βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο είναι ανάλογος με το μήκος του, το ρεύμα που τον διαρρέει, το μαγνητικό πεδίο και το ημίτονο της γωνίας που σχηματίζει ο αγωγός με τις δυναμικές γραμμές του πεδίου.

Το μεταβαλλόμενο ρεύμα στη περίπτωση του μεγαφώνου που εφαρμόζεται στα άκρα κινητού πηνίου που είναι τοποθετημένο μέσα σε ισχυρό μαγνητικό πεδίο, προκαλεί μεταβαλλόμενη δύναμη (Laplace) σ’ αυτό, η οποία προκαλεί ταλαντώσεις στον κώνο. Έτσι η μεμβράνη του μεγαφώνου καθώς ταλαντώνεται δημιουργεί ηχητικά κύματα τα οποία μέσω του αέρα φθάνουν στο αισθητήριο της ακοής μας.

Κόρνες

Οι κόρνες είναι ειδικά μεγάφωνα που χρησιμοποιούνται όταν απαιτείται μεγάλη ακουστική απόδοση, όπως συμβαίνει στις μικροφωνικές εγκαταστάσεις υπαίθρου.

Μια κόρνα περιλαμβάνει την ηχητική κεφαλή και την χοάνη. Η ηχητική κεφαλή αποτελείται από ένα ισχυρό μόνιμο μαγνήτη, το πηνίο φωνής και μια μεμβράνη συνήθως από αλουμίνιο.

Η χοάνη προσαρμόζεται στον οπλισμό του μαγνήτη και μεταξύ του στομίου της και της μεμβράνης σχηματίζεται ένας ηχητικός θάλαμος. Η χοάνη μετασχηματίζει την ακουστική ισχύ υψηλής πίεσης και χαμηλής ταχύτητας του ηχητικού θαλάμου σε ισχύ χαμηλής πίεσης και υψηλής ταχύτητας με αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης του μεγαφώνου. Η απόδοση της χοάνης φτάνει το 50% εν αντιθέσει των κοινών μεγαφώνων που είναι 8%.