STRUKE:

mikrofon

ilustracija
MIKROFON, ugljeni (lijevo); kristalni (sredina); elektrodinamički (desno) - 1. ugljena ploča, 2. ugljena zrnca, 3. membrana, 4. zaštitni pokrov, 5. kućište, 6. pokretna poluga, 7. piezoelektrični kristal s elektrodama, 8. pojačalo, 9. pokretna zavojnica, 10. magnet

mikrofon (mikro- + -fon), uređaj za pretvaranje zvuka u mehaničku i potom u električnu energiju. Neke se vrste mikrofona pretežno primjenjuju za prijenos govora ili glazbe, a druge u mjerne svrhe (npr. za mjerenje buke, za akustičku analizu i sl.). Naziv mikrofon prvi je upotrijebio C. Wheatstone, a W. Siemens izumio je 1878. elektrodinamički mikrofon s titrajnom zavojnicom; na tom načelu najčešće rade i današnji mikrofoni.

Pretvorba zvuka u izmjenični električni napon odvija se u dva koraka: membrana se zvučnim valovima pobuđuje na mehaničko titranje, a ono se s pomoću mehaničko-električnoga pretvornika, spojenoga s membranom, pretvara u električni napon. Prema načinu ugradnje membrane, konstrukciji pretvornika i njegovim svojstvima, razlikuju se pojedini tipovi i izvedbe mikrofona, pa i njihova frekvencijska i usmjerna karakteristika i druge značajke (osjetljivost, izobličenje, impedancija, korisnost, omjer signal/smetnja). Mikrofoni mogu biti tlačni ili gradijentni, što ovisi o tome djeluje li tlak zvučnih valova (tzv. zvučni tlak) na membranu samo s jedne ili s obiju strana, dok se prema tipu pretvornika dijele na ugljene, elektrodinamičke, kristalne, kondenzatorske i dr.

Ugljeni mikrofon sastoji se od metalne kutije zatvorene membranom i ispunjene ugljenim zrncima. Elektrini otpor sloja zrnaca ovisi o tlaku kojim membrana tlači zrnca prilikom titranja. Time je, u frekvenciji zvučnih valova, modulirana istosmjerna struja koja teče kroz mikrofon. Trenutačna vrijednost izmjenične komponente induciranoga napona, koji nastaje zbog promjene otpora, ovisi o elongaciji membrane, a ne o frekvenciji. Ugljeni se mikrofon zbog prikladne osjetljivosti rabi u telefoniji, opteretnog otpora 600 Ω.

U elektrodinamičkom mikrofonu membrana je spojena s titrajnom zavojnicom ili vrpcom. U vodiču, koji je smješten u zračnom rasporu permanentnoga magneta, prilikom titranja membrane inducira se napon koji je upravno razmjeran titrajnoj brzini. Frekvencijska karakteristika titrajne brzine ovisi o faktoru kvalitete titrajnoga sustava. Uz konstantan tlak zvučnih valova dobivena elektromotorna sila mora biti neovisna o frekvenciji, pa i titrajna brzina mora biti konstantna za područje konstantnoga tlaka zvučnih valova.

U kristalnom (piezoelektričnom) mikrofonu električni napon nastaje pri savijanju pločica kristala Seignettove soli (kalijev natrijev tartarat feroelektričnih svojstava) ili nekoga sličnoga piezoelektričnog materijala pod utjecajem tlaka zvučnih valova, a elektromotorna je sila proporcionalna elongaciji membrane. Otporan je na vlagu i povišenu temperaturu, a unutarnji otpor ovisi o kapacitetu, koji iznosi 500 do 4000 pF.

U kondenzatorskom mikrofonu titranjem električki vodljive membrane mijenja se kapacitet kondenzatora, a time i izmjenična struja punjenja i pražnjenja kondenzatora, pa ona na radnom otporniku uzrokuje izmjenični pad napona proporcionalan elongaciji membrane. U kondenzatorskom se mikrofonu uvijek primjenjuje istosmjerni polarizacijski napon, obično između 12 i 200 V. Impedancija je mikrofona kapacitivna i određena je kapacitetom (oko 50 pF). Ako se između elektroda kondenzatorskoga mikrofona stavi unaprijed polarizirani dielektrik, elektret, izbjegava se potreba za polarizirajućim naponom, a kapacitet se povećava desetak puta. Time se dobiva elektretski mikrofon, kojemu su svojstva identična svojstvima kondenzatorskoga mikrofona ili bolja od njih.

mikrofon. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 23.7.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=40749>.