关键概念
物理学
声音
磁力
电
引言
你喜欢听音乐吗？你有没有想过电视、电脑或手机是如何将音乐变成你的耳朵可以听到的声音的？在这个项目中，你将用家用材料制作自己的扬声器，并了解扬声器如何将电信号转换成声音。
背景知识
声音，例如歌曲或电影中的音轨，可以存储为电子文件。文件中的数据显示了声音的响度和音调如何随时间变化。这些信息可以通过电线以电子方式发送（或者在 Wi-Fi 信号的情况下，通过无线电波在空气中发送）。这个过程以数字形式将信息从一个地方移动到另一个地方——但它不会产生声音。
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为了从电信号中产生声音，我们需要拼图的另一块：电磁学。当电流流过导线时，会在导线周围产生磁场。单根直导线周围的磁场相当弱。然而，将大量导线紧密地缠绕成线圈可以使磁场大大增强。因此，当我们通过线圈发送来自音频文件的变化的电信号时，我们会得到一个与原始声音相对应的变化的磁场。
这种变化的磁场可以推拉附近磁铁（称为永磁体）的磁场。当磁铁相互推拉时，它们可以产生运动。如果你曾经将两个磁铁吸在一起，或者用一个磁铁推开另一个磁铁，你就会注意到这一点。当其中一个磁铁（电磁铁或永磁体）附着在薄膜上时，快速变化的磁场会使薄膜振动。振动的薄膜撞击附近的空气分子，导致它们也振动。这种振动以声波的形式在空气中传播。最终它到达你的耳朵，你就听到了声音。
通常扬声器都装在盒子里或内置在电子设备中，因此你看不到它们的内部。在这个项目中，你将从零开始制作自己的扬声器，这样你就可以看到它们是如何工作的！
材料
带耳机插孔且能够播放音乐的电子设备（手机、平板电脑、电脑等）
3.5 毫米立体声线缆（典型的“耳机”插头），可以剪断和改装
钕磁铁（也称为“稀土”磁铁），直径约为 0.5 英寸，长度为 0.5 英寸；这可以在五金店或网上购买。（如果意外吞食，这些可能很危险，因此请务必将它们放在小孩接触不到的地方。）
至少 6 英尺长的 30 号漆包线（也称为绝缘线），也可以在五金店或网上购买。确保导线是绝缘的而不是裸露的铜线
至少一个纸杯或塑料杯
透明胶带
剪刀
细砂纸
成人助手
剥线钳（可选）
准备工作
小心地将您的 3.5 毫米音频（耳机）线缆从中间剪断。请成人帮助您从剪断的末端剥去约两英寸的外层绝缘层。您可以使用剥线钳或用剪刀刮掉绝缘层来完成此操作。
线缆内部应该有三根较小的导线。通常会有一根裸露的铜线（这是“地线”）和另外两根绝缘导线：一根红色和一根白色（这些是立体声系统的左右音频信号）。
剥去其中一根音频导线约两英寸的绝缘层（哪一根都可以）。
步骤
制作一个线圈，方法是将漆包线缠绕在您的手指上约 50 圈（确保不要缠绕得太紧以至于切断血液循环！）。在线圈的两端各留出至少 6 英寸长的松散导线。
用胶带将线圈平坦地贴在杯子底部的外面。确保线圈不会散开。
使用细砂纸剥去线圈导线每端约 2 英寸的绝缘层。
将线圈导线的每一端紧紧地绞合到 3.5 毫米音频线缆的一根剥线导线上。导线需要相互良好地电气接触，因此不能松动。
用胶带包裹每个绞合的导线连接处。完全覆盖所有剥去绝缘层的裸露导线。这将有助于防止短路。
将 3.5 毫米线缆的另一端插入您的电子设备的耳机插孔。开始播放歌曲。
用一只手将杯子举到耳朵边。
将钕磁铁直接放在杯子底部外侧的线圈下方，使其几乎接触到线圈。你能听到歌曲播放吗？
尝试缓慢地将磁铁移近或远离线圈。音乐的响度如何变化？
故障排除：如果您听不到任何声音，请仔细检查以确保您的导线紧紧地绞合在一起而不是松动。确保您的电子设备的音量已调到最大。
拓展： 尝试使用更大的磁铁（或将多个磁铁首尾堆叠）或用更多圈数的导线缠绕一个新的线圈。你能让你的扬声器声音更大吗？
拓展： 剥去 3.5 毫米线缆中的两条音频导线的绝缘层。制作并连接第二个扬声器（将线圈导线的一端连接到地线，另一端连接到新的音频导线——这样您的两个扬声器都将连接到地线）。你能制作“耳机”以便你可以将两个扬声器都戴在耳朵上吗？
观察和结果
当您将扬声器举到耳朵边并将磁铁靠近线圈时，您应该能够听到非常微弱的音乐声。如果您将磁铁移开，音乐就会消失。发生这种情况是因为磁力在靠近磁铁的地方非常强，但随着远离磁铁会迅速减弱。
与普通扬声器不同，您的扬声器可能不够响亮，无法让您在房间的另一端听到它。普通扬声器通常具有单独的电源（它们插入墙壁插座或 USB 端口或具有内置电池）和一个放大器，这会使声音响亮得多。您的扬声器更像是有线耳机，它没有外部电源。当您将耳塞直接放入耳朵时可以听到耳机，但在房间的另一端听不到。
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