Spécialité Principe de fonctionnement d`un haut-parleur

25/02/2015 P04_haut_parleur_micro.doc 1/2
TS
Thème : Emetteurs et récepteurs sonores
TP
Spécialité
Principe de fonctionnement d’un haut-parleur et d’un microphone
Chap.4
I. Haut-parleur électrodynamique
1. Force de Laplace avec une tige rectiligne
 On considère un élément conducteur rectiligne CD, de
longueur L, parcouru par un courant d’intensité I et
placé dans un champ magnétique  B uniforme.
 Cet élément est alors soumis à une force
électromagnétique  F appelé force de Laplace.
1.1. A l’aide de l’animation Force de Laplace, tester tous les cas de figure où la force de Laplace se manifeste.
1.2. Comment est située cette force par rapport au champ magnétique  B et au sens de l’intensité I ?
1.3. Représenter la force de Laplace dans les deux cas ci-dessous :
2. Force de Laplace avec une bobine (Doc. 1)
2.1. De quels paramètres dépend le sens de la force de Laplace ? Répondre à cette question en utilisant des
observations expérimentales.
2.2. Pour alimenter la bobine, on utilise un générateur très basses fréquences (GTBF) qui délivre une tension en
créneau de fréquence inférieure à 10 Hz. Brancher la bobine avec l’aimant à proximité. Quelles sont les
observations ? Expliquer.
3. Le haut – parleur électrodynamique (Doc.2)
3.1. A partir du document 2, expliquer le fonctionnement du haut-parleur électrodynamique.
3.2. En utilisant l’animation sur le principe du haut-parleur, quelles sont les grandeurs variables au cours du
temps et la grandeur constante ?
3.3. Sur un schéma, à un instant donné, indiquer le sens de la force de Laplace  F , du champ magnétique  B et
le sens du courant.
3.4. Le haut-parleur électrodynamique est un transducteur électroacoustique. Rechercher la signification du mot
transducteur en général puis celle du transducteur électroacoustique.

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II. Le microphone électrodynamique
1. La tension induite
 Un aimant déplacé devant une bobine provoque l’apparition d’une tension électrique aux bornes de la bobine.
On parle de tension induite ; elle est créée par le phénomène d’induction électromagnétique.
1.1. Expliquer l’expérience permettant de mettre en évidence la tension induite.
1.2. A quelle condition une tension induite apparaît-elle aux bornes de la bobine ?
1.3. Quelle est la relation entre la fréquence de la tension induite et la fréquence du mouvement de l’aimant par
rapport à la bobine ?
Réaliser les expériences nécessaires et répondre à cette question en utilisant les observations expérimentales.
2. Le microphone électrodynamique (doc.4)
 Un microphone électrodynamique comporte deux
éléments essentiels : une bobine mobile et un aimant
fixe, la bobine étant placée dans le champ magnétique
créé par l’aimant.
 Lorsqu’une onde sonore rencontre la membrane d’un
microphone, elle la fait vibrer. Ces vibrations sont
transmises à la bobine. La bobine étant dans le champ
magnétique de l’aimant, il apparaît une tension induite
aux bornes de la bobine.
 Voir l’animation sur le principe du microphone.
2.1. Quels éléments d’un microphone électrodynamique sont modélisés par le dispositif de cette expérience ?
2.2. Faire la synthèse des expériences pour montrer qu’un microphone électrodynamique est un transducteur
électroacoustique.
III. Conclusions
1) Quels éléments sont communs à un microphone électrodynamique et à un haut-parleur électrodynamique ?
2) Un haut-parleur électrodynamique peut-il jouer le rôle de microphone électrodynamique ?
Proposer un protocole permettant de vérifier expérimentalement votre réponse.
Le mettre en œuvre après accord du professeur et conclure.
IV. Exercice : remplacement d’un haut-parleur
 Ex. 7 p.86 du livre.