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카드 안에 들어있는 멜로디 키트에서 흘러나오는 캐럴소리를 빨대로 만든 이어폰으로 들어보자. 스피커의 원리를 이해할 수 있다.

■왜 그럴까?

실생활에서 자석이 중요한 역할을 하게 된 것은, 전기와 자기가 서로 떼려야 뗄 수 없는 관계라는 것을 알게 된 후부터다. 전기와 자기의 관계를 처음 알아낸 사람은 덴마크의 외르스테드(1777-1852). 그는 나침반 근처에서 전기 회로에 전지를 연결해 실험하고 있었는데, 전류가 흐를 때마다 나침반 바늘이 움직이는 것을 우연히 발견했다. 이로부터 전류가 흐르면 도선 주위에 자기장이 만들어진다는 사실을 알게 됐다. 그리고 전류와 자기장 사이의 또다른 중요한 관계는 자기장 안에서 전류가 흐름녀 전류가 흐르는 도선은 힘을 받아 움직인다는 것이다.

실험에서 만든 빨대 이어폰은 기본적으로 전류와 자기장이 서로 영향을 주고받는 것과 관련 돼 있다. 라디오나 녹음기, 또는 멜로디 카드의 소리는 전기 신호로 전달된다. 이 전기 신호는 전류의 변화를 만들어 낸다. 일반적인 동전형 스피커(원형 스피커)의 경우 우리가 만든 이어폰과 비슷하게 자석과 코일이 포함돼 있으며 코일은 진동판에 연결돼 있다. 자기장 속에서 도선이 받는 힘은 전류의 세기에 비례하므로 전류의 변화는 코일에 미치는 힘의 크기를 변하게 한다. 힘 크기의 변화에 따라 진동판이 진동하고 그 진동이 공기를 진동하게 만들어 그것이 우리에게 소리가 돼 들리는 것이다. 뺄대 이어폰은 코일과 자석의 위치가 바뀌었다고 생각하면 되므로 기본적인 구조는 동전형 스피커와 같다고 볼 수 있다.

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1999년 12월 과학동아 정보

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