mikrophone

Kondensatormikrophon C = ε ₀ ε _r A/d; Q=CU; W=1/2 C U²; I = dQ/dt; P = dW/dt

Ein Kondensatormikrophon bestehe aus einer Membran und einer Gegenelektrode mir der Fläche 1,4cm². Membran und Gegenelektrode haben in der Ruhelage einen Abstand von 1,8mm. Kondensatormikrophone werden typischerweise an eine Spannung von 48V angeschlossen.
Auf das vorliegende Kondensatormikrophon treffe eine Schallwelle mit der Frequenz 440Hz, die die Membran um 0,5mm in beide Richtungen auslenkt.
a) Berechnen Sie für die Ruhelage die vorliegende Ladung und die gespeicherte Energie.
b) Berechnen Sie nun die Ladungsdifferenz zwischen den beiden Positionen der Membran, wenn die Schallwelle auftritt. Welchem Strom entspricht das? Welche Energie wird während einem Positionswechsel umgesetzt? Welche Leistung erbringt das Mikrophon dabei?
c) Diskutieren Sie: Welche Wirkung hat eine höhere Frequenz bzw. eine höhere Lautstärke auf das elektrische Signal?

dynamisches Mikrophon L = μ₀ μ_r N²A/l; U_ind=N (BA)'

Das dynamische Mikrophon bestehe aus einer 6mm langen Spule mit 600 Windungen und einem Durchmesser von 2,6mm. In ihr befindet sich der Pol eines Magneten der Stärke 76mT. Das Material des Polschuhes verstärkt die Induktivität der Spule um den Faktor 12,8.
a) Berechnen Sie die Induktivität der Spule.
Nun treffe wieder die Schallwelle von 440Hz auf die Membran. Durch die Bewegung der Spule schwankt die Magnetfeldstärke um ± 25mT.
b) Welche mittlere Spannung wird in der Spule induziert?
c) Diskutieren Sie: Welche Wirkung hat eine höhere Frequenz bzw. eine höhere Lautstärke auf das elektrische Signal?

Vergleich

a) Berechnen Sie den Widerstand der beiden Mikrophone für das gegebene Signal. Wie verändert sich dieser bei einer höheren bzw. niedrigeren Frequenz?

b) Diskutieren Sie Vor- und Nachteile der beiden Mikrophontypen.