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1.はじめに
「S-cable」を用いると,図1のような「スピーカー」音を利用した「電磁誘導」,および「S-cable周囲の磁場」を調べる学習が容易に実現できます。 当初はイヤホンの使い難さから,スピーカーによる大きな音での電磁誘導実験を意図しました。その中でコイルの大型化を進め,結果として「S-cable周囲の磁場」調べに繋がりました。これは「エルステッドの実験」の再発見であり,よりわかり易い発展ともいえます。 スピーカー利用は画期的な授業改善に繋がりますが,用いるスピーカーの選択は重要で,考慮すべき要因がいろいろあります。 「小型パワーアンプの活用」のページも参照。
同様の実験は,昔から行われてきました。私が中学生の時,「初歩のラジオ(誠文堂新光社)」の記事(電線の束を用いていました)を見て実際に試したことがあります。これらは図2,3,4のような「小さなコイル」と「イヤホン」が用いられ,授業で活用するにはいくつかの課題を感じました。 (1)イヤホンでのクラス全員体験は,準備数が多くて大変(実験時間もかかる)。 (2)イヤホン視聴は実験のインパクトが弱い。 (3)人数分揃えたとしても次のクラスの利用時,衛生上の懸念がある。 (初期の改善例として,「イヤホンアダプター(図4)」を考えました。軽く耳にあてるだけで確認できます。二人で覗き込むようにしても聞こえます。) ⇒根本的な対策として「スピーカー利用」を考えましたが,音を大きくするには誘導電流の増加が必要です。 すぐに「コイルの大型化」に気づき,試してみるとその通りでした。直径は大きいほど有利ですが,様々なサイズのコイルを試し,現在は内径80mmのコイルを用いています(図1)。手にしたコイルを動かすと,「S-cable」周囲の磁場調べができることに気づいたからです(大き過ぎると扱い難い)。 ⇒スピーカー利用は,「エルステッドの実験」の再発見につがりました。
2.実験用スピーカーの探求 (1)HiFiオーディオスピーカーから始まる 当初,私のステレオセットのスピーカーで試しましたが持ち運びは大変,授業で使えるわけもありません。そこで,廃品のステレオセットを探してスピーカーを取り外し,自作した小さなボックス(木箱)に取り付けました。スピーカーにボックスは必須という妙な固定概念があったのです。しかし,小さくても木箱は目障り,中に何かを隠しているようにも見えます。こうして,スピーカーユニットのみを用いるようになりました。 実験用として探しているのは能率の高い(大きな音の出易い)スピーカーです。スピーカーのデータシートにある「出力音圧レベル(dB)」で判断でき,3dB低いと同じ音量を得るには2倍のアンプ出力が必要です。
その後,安いオーディオ用スピーカーを見ると,つい買ってしまいます。直径10cm程度のフルレンジとしていますが,実験時,扱いやすく目障りとならない大きさということです。また,量産サイズなので,入手し易く性能も安定していると聞いています。ただ,近年は出力音圧レベル値が低くなっているようで,当然ながら音量はまあまあです。音の出難い低域に合わせて高域の出力音圧レベルを下げ,フラットな再生帯域を確保していることが原因と聞いています。 (2)廃品で見つけたスピーカー 雨ざらしの廃棄カセットテレコを分解すると,ほこりまみれの汚れたスピーカーが出てきました。ダメモトで試してみると,かなり満足できる音量が得られます。長時間の電池作動を意図して能率が高いのでしょうか。それ以来,廃棄AV機器収集を始めました。
(3)自動車用スピーカーは4Ω! 当時,流行っていた定期移動の雑貨店で安価な自動車用スピーカーを見つけました。ダイハツの軽自動車用だと思います。試してみると,それまでで最も大きな音量(少し大きい程度ですが…)が得られます。表示を見ると「インピーダンス4Ω」とあり,自動車用の標準規格のようです。納得の高性能です。 今の一般用スピーカーは,ほぼ8Ωですが,図5,9のCORAL「4A−60」は4・8・16Ωの3種の商品が揃っていました。
その後,4Ωスピーカーを求めて電子パーツ店を探しています。ほとんどありませんが,時々見つかり,購入します。しかし,期待している性能とはいえません。メーカー名がない10cm以下の小サイズばかりで,評価・検討できる商品とはいえません。多分,自動車メーカー純正の安価なもの(最大入力の小さなもの)が良いと思います。最大入力の大きなオーディオ用はボイスコイルやコーン紙が丈夫で重いため,能率はより低くなると思うからです。 3.まとめ「スピーカーはいろいろ」 スピーカーの性能差を知ってから,いろいろなスピーカーを集め,満足できないものは破棄してきました。入手容易な最適お薦めスピーカーの例示を意図していますが,今のところ難しいですね。 知ってほしいことは,スピーカー能率には差があり(音質と比例しません),探す値打ちがあるということです。
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