电流怎么变成声音

中学的时候，我们学过法拉第电磁感应：磁通量的变化会有电流的产生。比如闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，就会产生电流，简单说就是磁生电。

反之亦然，电流也是会产生磁场的。而耳机的工作原理，就是电流的变化产生了变化的磁场，靠磁铁的运动连带着振膜产生震动，从而发出声音。

在耳机里，存在着两块磁铁。一块是下图中的强磁性磁体，是一块永磁铁，固定在耳机的框架上，是粘牢了不能动的;另一块是连接着振膜的音圈，是一块电磁铁，通电时才会产生磁性，是可动的。

声音是振膜推动空气振动产生的。当音频电流通过耳机线，流过下图耳机内红色的音圈时，就会产生变化的磁场，而这个磁场又会和固定于耳机内的永磁材料相互作用，音圈受力产生了不同振幅的运动，从而带动振膜产生振动，就发出了变化的声音。这就是扬声器的工作原理了!

不同耳机把电流变成声音的过程

按不同结构和工作原理来区分，耳机主要有动圈式、动铁式、电磁式和静电式等。

1.电磁式

电磁式耳机是较为古老的一种，如图1。

它的结构是由两个线圈分别套在U形磁铁的N、S两极上，然后把铁制振动膜放在上边(为便于振动，膜与磁极之间留有间隙)并被磁极所吸引。当有音频电流通过线圈时会产生随音频信号同步变化的交变磁场，这个交变磁场使得磁极对振动膜的吸引力随之发生变化。不断起伏振动的膜片会推动周围空气产生声波。这就完成了把电流变为声音的全部过程。电磁式耳机的特点是高阻抗(一般为2000Ω)、高灵敏度。早年的电子管和矿石收音机用的就是这种耳机。

2.动圈式耳机

它的基本结构是把线圈(俗称音圈)放置于环形磁场的间隙内。当有音频电流通过时，音圈产生的交变磁场会和环形磁场产生相互作用，从而带动膜片发出声音。动圈式是技术最为成熟的耳机，它的特点是阻抗低(通常为几Ω至数十Ω)音域宽，低频特性较为优越。根据工艺和材料的不同，价格从几元至上万元的都有。它也是市场占有率最高的耳机。

另外还有一种叫“等磁式”的耳机把音圈直接“印刷”到振动膜上，而结构却有些类似后面介绍的“静电式”，只不过把固电极换成了一种特殊结构的磁铁。也有着不错的音响效果。

3.动铁式耳机

它的基本结构如图3所示。

动铁式耳机的构造有些类似老式收音机里的“舌簧”式扬声器(当然它的工艺和音效不是“舌簧”式能比的)。它是把由线圈产生的交变磁场通过很薄的U形铁传递至磁极的间隙中，并与磁极发生相互作用然后通过传导杆带动“振动膜”发出声音。它的特点是可以把体积做的很小。用这种结构制成的耳机甚至可以塞入耳道內，这是其它耳机难以做到的，因此在助听器里用的最多。但它的缺点是音域相对较窄，低频特性稍差。不过由于体积小，可在一个耳机内放置多个不同音域的单元来弥补这一不足，但这又会带来一些很复杂的声学问题。

由于动铁式耳机小巧精致，对制作工艺要求较高，因此价格不菲，一般都在几百至数千元。

4.静电式耳机

这是一种不太普及的高档耳机。一般最低价位也在几千元，高档的甚至卖到几十万。它的基本结构如图四。

工作原理见图4右侧。它的结构非常精细，主要是由几微米厚带金属镀层的塑料薄片作为振动膜、悬空夹在两个极板中构成。工作时振动膜被通上几百伏的直流电形成静电场。而经过放大升压的音频信号则通往两个固定电极，并在电极之间产生不断变化的电场，这两个电场相互作用驱使膜片振动发出声音。

由于膜片又薄又轻，又是整体振动，所以对于音乐的细节反映灵敏、瞬态响应好、音域非常宽且曲线平坦，能使各种声音得到很好再现。但这种耳机的最大不便之处是需配备带高压的专用耳机放大器，不能用普通音响设备直接驱动。