СДАМ ГИА: РЕШУ ВПР
Образовательный портал для подготовки к работам
Физика для 11 класса
физика–11
сайты - меню - вход - новости


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 15 № 666

Мик­ро­фон — элек­тро­аку­сти­че­ский при­бор, пре­об­ра­зу­ю­щий аку­сти­че­ские ко­ле­ба­ния в элек­три­че­ский сиг­нал. Прин­цип ра­бо­ты мик­ро­фо­на за­клю­ча­ет­ся в том, что дав­ле­ние зву­ко­вых ко­ле­ба­ний воз­ду­ха, воды или твёрдого ве­ще­ства дей­ству­ет на тон­кую мем­бра­ну мик­ро­фо­на. В свою оче­редь, ко­ле­ба­ния мем­бра­ны воз­буж­да­ют элек­три­че­ские ко­ле­ба­ния; в за­ви­си­мо­сти от типа мик­ро­фо­на для этого ис­поль­зу­ют­ся яв­ле­ние элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции, из­ме­не­ние ёмко­сти кон­ден­са­то­ров или пье­зо­элек­три­че­ский эф­фект. Ди­на­ми­че­ский (элек­тро­ди­на­ми­че­ский) мик­ро­фон — мик­ро­фон, сход­ный по кон­струк­ции с ди­на­ми­че­ским гром­ко­го­во­ри­те­лем. Он пред­став­ля­ет собой мем­бра­ну, со­единённую с про­вод­ни­ком, ко­то­рый по­ме­щен в силь­ное маг­нит­ное поле, со­зда­ва­е­мое по­сто­ян­ным маг­ни­том. Ко­ле­ба­ния дав­ле­ния воз­ду­ха (звук) воз­дей­ству­ют на мем­бра­ну и при­во­дят в дви­же­ние про­вод­ник. Когда про­вод­ник пе­ре­се­ка­ет си­ло­вые линии маг­нит­но­го поля, в нём на­во­дит­ся ЭДС ин­дук­ции. ЭДС ин­дук­ции про­пор­ци­о­наль­на как ам­пли­ту­де ко­ле­ба­ний мем­бра­ны, так и ча­сто­те ко­ле­ба­ний. В от­ли­чие от кон­ден­са­тор­ных, ди­на­ми­че­ские мик­ро­фо­ны не тре­бу­ют фан­том­но­го пи­та­ния. Также ди­на­ми­че­ский мик­ро­фон де­лит­ся на два типа по типу про­вод­ни­ка: ка­ту­шеч­ный и лен­точ­ный. В элек­тро­ди­на­ми­че­ском мик­ро­фо­не ка­ту­шеч­но­го типа диа­фраг­ма со­еди­не­на с ка­туш­кой, на­хо­дя­щей­ся в коль­це­вом за­зо­ре маг­нит­ной си­сте­мы. При ко­ле­ба­ни­ях диа­фраг­мы под дей­стви­ем зву­ко­вой волны витки ка­туш­ки пе­ре­се­ка­ют маг­нит­ные си­ло­вые линии, и в ка­туш­ке на­во­дит­ся пе­ре­мен­ная ЭДС. Такой мик­ро­фон надёжен в экс­плу­а­та­ции. В элек­тро­ди­на­ми­че­ском мик­ро­фо­не лен­точ­но­го типа вме­сто ка­туш­ки в маг­нит­ном поле рас­по­ла­га­ет­ся гоф­ри­ро­ван­ная лен­точ­ка из алю­ми­ни­е­вой фоль­ги. Такой мик­ро­фон при­ме­ня­ет­ся глав­ным об­ра­зом в сту­ди­ях зву­ко­за­пи­си.

Кон­ден­са­тор­ный мик­ро­фон — мик­ро­фон, дей­ствие ко­то­ро­го ос­но­ва­но на ис­поль­зо­ва­нии свойств элек­три­че­ско­го кон­ден­са­то­ра (на­коп­ле­ния за­ря­да и энер­гии элек­три­че­ско­го поля). Ис­поль­зу­ет­ся в ос­нов­ном в сту­дий­ной зву­ко­за­пи­си. Пред­став­ля­ет собой кон­ден­са­тор, одна из об­кла­док ко­то­ро­го вы­пол­не­на из эла­стич­но­го ма­те­ри­а­ла (обыч­но — по­ли­мер­ная плёнка с нанесённой ме­тал­ли­за­ци­ей). При зву­ко­вых ко­ле­ба­ни­ях виб­ра­ции эла­стич­ной об­клад­ки из­ме­ня­ют ёмкость кон­ден­са­то­ра. Если кон­ден­са­тор за­ря­жен (под­ключён к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния), то из­ме­не­ние ёмко­сти кон­ден­са­то­ра при­во­дит к из­ме­не­нию запасённого за­ря­да и воз­ник­но­ве­нию токов за­ря­да, ко­то­рые и яв­ля­ют­ся по­лез­ным сиг­на­лом, по­сту­па­ю­щим с мик­ро­фо­на на уси­ли­тель. Для ра­бо­ты та­ко­го мик­ро­фо­на между об­клад­ка­ми долж­но быть при­ло­же­но по­ля­ри­зу­ю­щее на­пря­же­ние, 50-60 вольт в более ста­рых мик­ро­фо­нах, а в мо­де­лях после 1960—1970-х годов — 48 вольт. Такое на­пря­же­ние пи­та­ния счи­та­ет­ся стан­дар­том, имен­но с таким фан­том­ным пи­та­ни­ем вы­пус­ка­ют­ся преду­си­ли­те­ли и зву­ко­вые карты. Кон­ден­са­тор­ный мик­ро­фон имеет очень вы­со­кое вы­ход­ное со­про­тив­ле­ние. В связи с этим, в не­по­сред­ствен­ной бли­зо­сти к мик­ро­фо­ну (внут­ри его кор­пу­са) рас­по­ла­га­ют преду­си­ли­тель с вы­со­ким (по­ряд­ка 1 ГОм) вход­ным со­про­тив­ле­ни­ем, вы­пол­нен­ный на элек­трон­ной лампе или по­ле­вом тран­зи­сто­ре, ко­то­рый также обес­пе­чи­ва­ет ба­ланс­ное под­клю­че­ние мик­ро­фо­на к осталь­ной зву­ко­уси­ли­ва­ю­щей ап­па­ра­ту­ре. Как пра­ви­ло, на­пря­же­ние для по­ля­ри­за­ции и пи­та­ния преду­си­ли­те­ля подаётся по сиг­наль­ным про­во­дам (фан­том­ное пи­та­ние).

Пье­зо­элек­три­че­ские мик­ро­фо­ны — мик­ро­фо­ны, ра­бо­та­ю­щие на пье­зо­элек­три­че­ском эф­фек­те. При де­фор­ма­ции пье­зо­элек­три­ков на их по­верх­но­сти воз­ни­ка­ют элек­три­че­ские за­ря­ды, ве­ли­чи­на ко­то­рых про­пор­ци­о­наль­на де­фор­ми­ру­ю­щей силе. Пла­стин­ки из ис­кус­ствен­но вы­ра­щен­ных кри­стал­лов слу­жат ос­нов­ным ра­бо­чим эле­мен­том пье­зо­элек­три­че­ских мик­ро­фо­нов. По ха­рак­те­ри­сти­кам пье­зо­элек­три­че­ские мик­ро­фо­ны усту­па­ют боль­шин­ству кон­ден­са­тор­ных и элек­тро­ди­на­ми­че­ских мик­ро­фо­нов, од­на­ко в не­ко­то­рых сфе­рах по­доб­ные мик­ро­фо­ны всё же при­ме­ня­ют­ся, на­при­мер в бюд­жет­ных или уста­рев­ших ги­тар­ных зву­ко­сни­ма­те­лях.

 

Вы­бе­ри­те из пред­ло­жен­но­го пе­реч­ня два вер­ных утвер­жде­ния и за­пи­ши­те но­ме­ра, под ко­то­ры­ми они ука­за­ны.

 

1. Пла­стин­ки из ис­кус­ствен­но вы­ра­щен­ных кри­стал­лов слу­жат ос­нов­ным ра­бо­чим эле­мен­том пье­зо­элек­три­че­ских мик­ро­фо­нов.

2. Для ра­бо­ты кон­ден­са­тор­но­го мик­ро­фо­на между об­клад­ка­ми долж­но быть при­ло­же­но по­ля­ри­зу­ю­щее на­пря­же­ние 150 вольт.

3. Ди­на­ми­че­ские мик­ро­фо­ны тре­бу­ют фан­том­но­го пи­та­ния.

4. В элек­тро­ди­на­ми­че­ском мик­ро­фо­не лен­точ­но­го типа ис­поль­зу­ет­ся гоф­ри­ро­ван­ная лен­точ­ка из алю­ми­ни­е­вой фоль­ги.

Решение.

Пластинки из искусственно выращенных кристаллов служат основным рабочим элементом пьезоэлектрических микрофонов. Первое утверждение верно.

Для работы конденсаторного микрофона между обкладками должно быть приложено поляризующее напряжение, 50-60 вольт в более старых микрофонах, а в моделях после 1960—1970-х годов — 48 вольт. Второе утверждение не верно.

В отличие от конденсаторных, динамические микрофоны не требуют фантомного питания. Третье утверждение не верно.

В электродинамическом микрофоне ленточного типа вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из алюминиевой фольги. Четвертое утверждение верно.

 

Ответ: 14.

Источник: РЕШУ ВПР: Вариант для подготовки 19.