스피커의 원리와 역사,종류

스피커의 원리

 

스피커는 전기 신호를 음향 신호로 변환해주는 기기로, 전기 신호를 직류 전류로 바꾸어 스피커의 코일을 흐르게 함으로써, 코일 주위에 있는 자기장을 변화시키는 방식으로 소리를 발생시킵니다. 이를 위해 다음과 같은 원리를 사용합니다.

1. 전자기학적 원리 스피커는 전자기학적 원리를 사용합니다. 즉, 전기 신호가 스피커의 코일을 통해 흐르면, 코일 주위에 자기장이 생성됩니다. 이 자기장은 흐르는 전류의 방향에 따라 극성이 바뀌게 되는데, 이러한 극성 변화는 스피커의 자석과 상호작용하여 진동을 일으키게 됩니다.
2. 기계적 원리 스피커의 진동은 기계적인 원리를 이용해 소리로 바뀌어집니다. 진동을 일으키는 부품은 스피커의 코일이고, 코일 주위에는 자석이 위치해 있습니다. 전기 신호를 통해 발생한 자기장은 코일과 자석 사이에서 상호작용하여 코일을 움직입니다. 이러한 코일의 움직임은 공기 분자를 압축하고 희미하게 해서, 소리를 발생시키게 됩니다.
3. 오디오 신호 처리 원리 스피커는 오디오 신호 처리 원리를 사용하여 오디오 신호를 적절한 전기 신호로 변환합니다. 오디오 신호는 마이크로폰이나 녹음 장비에서 입력되며, 이 신호는 앰프와 같은 장비를 통해 증폭되어 전기 신호로 변환됩니다. 이러한 전기 신호는 스피커의 코일을 흐르게 함으로써 소리로 변환됩니다.

스피커의 크기, 형태, 자석, 코일 등의 구성 요소들은 스피커의 특성을 결정합니다. 이러한 특성들을 조절하고 조합함으로써, 스피커는 다양한 크기와 형태, 출력, 주파수 응답 등의 특성을 가질 수 있습니다.

 

스피커의 역사

 

스피커의 역사는 19세기 후반에 전기 기술이 발전하면서 시작되었습니다.

1. 전기 기술 발전 이전 스피커의 이전에는 음악을 듣기 위해 유리병이나 금속 도구 등을 사용하는 악기가 일반적이었습니다. 그러나 이러한 악기는 음량이 작고, 교체하기 어려웠습니다.
2. 전기 기술 발전 이후 스피커의 원리는 1876년에 알렉산더 그레이와 에리히 블롬리츠가 발견한 전기기 전자장의 원리에 기반합니다. 이후, 1888년에 오스트리아의 에미리 베르네르가 전기기를 이용하여 진동을 일으키는 기계를 개발하였고, 1898년에는 네덜란드의 프레데리크 바르네바스 파트롤이 진동하는 메탈 디스크와 전자기장을 이용한 스피커를 개발하였습니다.

20세기 초반에는 스피커의 발전이 빠르게 이루어졌습니다. 1925년에는 원형 스피커를 개발하였으며, 1930년대에는 동축형 스피커가 개발되어, 더 넓은 음역대와 좋은 음질을 제공하였습니다. 또한, 이 시기에는 스피커의 크기가 작아지면서 이어폰과 같은 개인용 오디오 장비가 등장하였습니다.

1960년대부터는 고음질과 높은 출력을 제공하는 대형 스피커가 발전하였고, 이후에는 소형화 및 휴대성을 강화한 스피커가 등장하였습니다. 또한, 21세기에는 무선 스피커, 스마트 스피커 등의 새로운 형태의 스피커가 등장하였으며, 인공지능 기술을 이용한 음성 인식 및 스마트 홈 시스템과 연동하여 더욱 다양한 기능을 제공하고 있습니다.

 

스피커의 기술들

 

1. 콘(컨벡스형) 진동체 기술: 콘은 컨벡스 모양을 가지는 원통형 진동체로, 특히 중·저역대의 소리를 출력하는 데 효과적입니다. 콘의 중앙 부분에는 코일이 달려 있으며, 자석과 상호작용하여 진동을 일으킵니다. 콘의 소재, 크기, 두께 등은 스피커의 음질을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.
2. 트위터(컨케이블형) 기술: 트위터는 플랫한 원판 모양의 진동체로, 고역대의 소리를 출력하는 데 효과적입니다. 코일이 진동체에 달려 있으며, 자석과 상호작용하여 진동을 일으킵니다. 트위터의 소재, 크기, 두께 등도 스피커의 음질에 영향을 미치는 요소 중 하나입니다.
3. 네오디뮴 자석 기술: 네오디뮴 자석은 강력하면서도 작고 가볍기 때문에 스피커 제작에 매우 유용합니다. 특히, 작은 크기의 스피커를 만드는 데 사용됩니다. 네오디뮴 자석은 전통적인 자석보다도 10배 이상 강력하다고 합니다.
4. 크로스오버 기술: 크로스오버는 스피커에 입력되는 전기 신호를 고역대와 저역대로 나누어 처리하는 부품입니다. 크로스오버는 스피커의 진동체와 코일의 크기, 소재 등을 고려하여 설계되며, 각각의 역대에 적합한 진동체를 사용하여 최적의 소리를 발생시킵니다.
5. 앰프 기술: 앰프는 스피커로 들어오는 신호를 증폭시켜 전력을 제공하는 부품으로, 출력하는 소리의 세기를 결정합니다. 앰프는 다양한 출력 성능과 기능을 제공하는데, 최근에는 디지털 앰프가 대세로 떠오르고 있습니다.