Ai cũng biết nam châm rất cần thiết trong các thiết bị điện âm như loa, loa, tai nghe, vậy nam châm có vai trò gì trong các thiết bị điện âm? Hiệu suất của nam châm có ảnh hưởng gì đến chất lượng âm thanh phát ra? Nên sử dụng nam châm nào trong loa có chất lượng khác nhau?
Hãy cùng bạn khám phá loa và nam châm loa ngay hôm nay.
Thành phần cốt lõi chịu trách nhiệm tạo ra âm thanh trong thiết bị âm thanh là loa, thường được gọi là loa. Dù là dàn âm thanh hay tai nghe thì thành phần quan trọng này đều không thể thiếu. Loa là một loại thiết bị chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu âm thanh. Hiệu suất của loa có ảnh hưởng lớn đến chất lượng âm thanh. Nếu bạn muốn hiểu từ tính của loa, trước tiên bạn phải bắt đầu với nguyên lý phát ra âm thanh của loa.
Loa thường bao gồm một số thành phần chính như sắt T, nam châm, cuộn dây âm thanh và màng loa. Chúng ta đều biết rằng trong dây dẫn sẽ sinh ra từ trường, cường độ dòng điện ảnh hưởng đến cường độ từ trường (chiều của từ trường tuân theo quy tắc bàn tay phải). Một từ trường tương ứng được tạo ra. Từ trường này tương tác với từ trường do nam châm trên loa tạo ra. Lực này làm cho cuộn dây âm thanh rung lên theo cường độ dòng âm thanh trong từ trường của loa. Màng loa và cuộn dây âm thanh được kết nối với nhau. Khi cuộn dây âm thanh và màng loa của loa rung động cùng nhau đẩy không khí xung quanh rung động thì loa sẽ tạo ra âm thanh.
Trong trường hợp cùng một âm lượng nam châm và cùng một cuộn dây âm thanh thì hiệu suất của nam châm có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng âm thanh của loa:
-Mật độ từ thông (cảm ứng từ) B của nam châm càng lớn thì lực đẩy tác dụng lên màng âm càng mạnh.
-Mật độ từ thông (cảm ứng từ) B càng lớn thì công suất càng lớn và mức áp suất âm thanh SPL (độ nhạy) càng cao.
Độ nhạy của tai nghe đề cập đến mức áp suất âm thanh mà tai nghe có thể phát ra khi hướng vào sóng hình sin 1mw và 1khz. Đơn vị của áp suất âm thanh là dB (decibel), áp suất âm thanh càng lớn thì âm lượng càng lớn nên độ nhạy càng cao, trở kháng càng thấp thì tai nghe càng dễ tạo ra âm thanh.
-Mật độ từ thông (cường độ cảm ứng từ) B càng lớn thì giá trị Q của tổng hệ số chất lượng của loa càng thấp.
Giá trị Q (qualityfactor) dùng để chỉ một nhóm các thông số của hệ số giảm chấn loa, trong đó Qms là độ giảm chấn của hệ thống cơ học, phản ánh sự hấp thụ và tiêu thụ năng lượng trong quá trình chuyển động của các bộ phận loa. Qes là độ giảm chấn của hệ thống điện, chủ yếu thể hiện ở mức tiêu thụ điện năng của điện trở DC của cuộn dây thoại; Qts là tổng giảm chấn và mối quan hệ giữa hai yếu tố trên là Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes).
-Mật độ từ thông (cảm ứng từ) B càng lớn thì quá độ càng tốt.
Transient có thể hiểu là “phản hồi nhanh” với tín hiệu, Qms tương đối cao. Tai nghe có phản hồi nhất thời tốt sẽ phản hồi ngay khi có tín hiệu đến và tín hiệu sẽ dừng ngay khi dừng. Ví dụ, sự chuyển đổi từ dẫn dắt sang hòa tấu được thể hiện rõ ràng nhất trong trống và các bản giao hưởng ở những cảnh lớn hơn.
Trên thị trường có ba loại nam châm loa: nhôm niken coban, ferrite và neodymium sắt boron. Các nam châm được sử dụng trong điện âm học chủ yếu là nam châm neodymium và ferrite. Chúng tồn tại ở nhiều kích cỡ khác nhau như hình vòng hoặc hình đĩa. NdFeB thường được sử dụng trong các sản phẩm cao cấp. Âm thanh do nam châm neodymium tạo ra có chất lượng âm thanh tuyệt vời, độ đàn hồi âm thanh tốt, hiệu suất âm thanh tốt và định vị trường âm thanh chính xác. Dựa vào hiệu suất tuyệt vời của Honsen Magnets, boron sắt neodymium nhỏ và nhẹ bắt đầu thay thế dần các ferrite lớn và nặng.
Alnico là nam châm sớm nhất được sử dụng trong loa, chẳng hạn như loa vào những năm 1950 và 1960 (được gọi là loa tweeter). Thường được chế tạo thành loa từ bên trong (loại từ tính bên ngoài cũng có sẵn). Nhược điểm là công suất nhỏ, dải tần hẹp, cứng và giòn, xử lý rất bất tiện. Ngoài ra, coban là nguồn tài nguyên khan hiếm và giá coban nhôm niken tương đối cao. Từ góc độ hiệu quả chi phí, việc sử dụng nhôm coban niken cho nam châm loa là tương đối nhỏ.
Ferrites thường được chế tạo thành loa từ tính bên ngoài. Hiệu suất từ tính ferit tương đối thấp và cần có âm lượng nhất định để đáp ứng lực truyền động của loa. Vì vậy, nó thường được sử dụng cho các loa âm thanh có âm lượng lớn hơn. Ưu điểm của ferrite là rẻ và tiết kiệm chi phí; nhược điểm là âm lượng lớn, công suất nhỏ và dải tần hẹp.
Tính chất từ của NdFeB vượt trội hơn nhiều so với AlNiCo và ferit và hiện là nam châm được sử dụng nhiều nhất trên loa, đặc biệt là các dòng loa cao cấp. Ưu điểm là dưới cùng một từ thông, âm lượng của nó nhỏ, công suất lớn và dải tần rộng. Hiện nay, tai nghe HiFi về cơ bản đều sử dụng nam châm như vậy. Nhược điểm là do chứa nhiều nguyên tố đất hiếm nên giá nguyên liệu cao hơn.
Trước hết, cần làm rõ nhiệt độ môi trường nơi loa hoạt động và xác định nên chọn nam châm nào theo nhiệt độ. Các nam châm khác nhau có đặc tính chịu nhiệt độ khác nhau và nhiệt độ làm việc tối đa mà chúng có thể hỗ trợ cũng khác nhau. Khi nhiệt độ môi trường làm việc của nam châm vượt quá nhiệt độ làm việc tối đa, có thể xảy ra các hiện tượng như suy giảm hiệu suất từ tính và khử từ, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu ứng âm thanh của loa.
