So funktioniert ein Lautsprecher
Ein Lautsprecher ist ein Gerät, das niederfrequente elektrische Signale in Schall umwandelt und damit der Beschallung dient. Heutzutage kann man Lautsprecher in verschiedenen Qualitäten und Ausführungen herstellen. In der Regel werden sie in Radios, Lautsprecherboxen, Funkempfängern, Fernsehern, Mobiltelefonen, Handsprechfunkgeräten, sowie Kopfhörern verwendet. Die Größe eines Lautsprechers hängt üblicherweise neben der zu reproduzierenden Tonhöhe auch von der zu produzierenden Schallleistung ab. Die Entwicklung der Lautsprecher ist direkt mit der Erfindung des Telefons verknüpft und fand im Jahr 1860 statt.
Für die Wandlung von elektrischer Energie in Schallwellen werden fast ausschließlich Membrane in mechanische Schwingungen versetzt. Meistens sollen diese als Kolbenstrahler wirken, womit die Membran also gleichmäßig und ganzflächig bewegt werden soll. Das ist aber in der Regel nur bei tiefen Frequenzen zu erreichen. Alle Membrane brechen bei den höheren Frequenzen in Teilgebiete auf, welche sich dann gegensinnig bewegen und dabei Knotenlinien entstehen, auf denen sich die Membran gar nicht bewegt. Im Normalfall setzt dieses Phänomen der Partialschwingungen eine obere Frequenzgrenze für die Nutzung der Membran, weil dann Resonanz- und Bündelungserscheinungen überhand nehmen.
Der Aufbau eines Lautsprechers
Mit einer gezielten Werkstoffauswahl wie beispielsweise weichen Polymeren können Membrane eine hohe innere Dämpfung aufweisen, welche die Partialschwingungen erfolgreich niedrig halten, womit die obere Frequenzgrenze durch die geometrisch bedingte Bündelung des Schalls bestimmt wird. Bei den sogenannten elektrodynamischen Lautsprechern wird die Membran durch die Wechselwirkung zwischen einem magnetischen Gleichfeld und elektrischem Strom angetrieben. Die stromdurchflossene Spule befindet sich dabei im magnetischen Gleichfeld eines Magneten.
Die heutigen klassischen elektrodynamischen Lautsprecher haben eine zentrale Schwingspule. Andere Arten von Lautsprechern arbeiten mit dezentralen Antrieben, welche als Magnetostaten bezeichnet werden und eine Form von Flächenstrahlern sind.