Aufbau und Funktionsprinzip eines Lautsprechers

[Giusto]

Dies ist der erste von vielen Beiträgen, in denen ich Wissen über Lautsprecher vermitteln will. Ich fange einfach mal bei Null an, also beim Aufbau und dem Funktionsprinzip.
Für viele Erklärungen ist es wichtig das Funktionsprinzip zu kennen, deswegen nehme ich das als Startpunkt. Um nicht auf möglicherweise urheberrechtlich geschütztes Bildmaterial zurückgreifen zu müssen, mache ich die Grafiken selbst. Vielleicht etwas laienhaft, aber es sollte reichen.
Ich versuche dabei, mich möglichst laienkompatibel auszudrücken.
Bei den Erklärungen richte ich das Hauptaugenmerk auf Gitarrenlautsprecher. Hifi, PA usw bleiben weitestgehend außen vor und werden nur zur Verdeutlichung oder Abgrenzung erwähnt.
Es gibt verschiedene Bauformen von Lautsprechern, aber für den Gitarristen spielt eigentlich nur der Tauchspulenlautsprecher eine Rolle.

Fangen wir erst einmal mit den einzelnen Komponenten an, aus denen ein Lautsprecher besteht.

Die Staubschutzkalotte
Die Staubschutzkalotte hat die Aufgabe Staub und andere Fremdkörper aus dem Antrieb des Lautsprechers raus zu halten. Sie besteht meistens aus Pappe, selten auch aus getränktem Gewebe oder Aluminium

Die Membran
Sie ist dafür zuständig, die Kraft des Antriebs in Schall umzuwandeln. Bei Gitarrenlautsprechern ist sie aus Pappe

Die Sicke
Sie dichtet die Membran gegen den Korb ab. Sie ist auch Teil der Zentrierung. Sie muss flexibel sein, damit sich die Membran bewegen kann. Sie ist bei Gitarrenlautsprechern entweder aus getränktem Gewebe hergestellt und an der Membran verklebt, oder aus dem gleichen Stück Pappe wie die Membran selbst, als eins mit der Membran. Pappsicken sind oft auch beschichtet.

Der Korb
Er hält den Lautsprecher zusammen. Meistens ist er aus Stahlblech gestanzt, selten auch aus Aluminium gegossen. Der Korbrand hat Löcher, um den Lautsprecher mit dem Gehäuse zu verschrauben.

Die Schwingspule
Sie besteht aus dem Schwingspulenträger und der Schwingspulenwicklung. Der Träger kann aus Aluminium, Papier oder einem hitzebeständigen Kunststoff namens Kapton sein. Er überträgt die Kraft von der Schwingspule auf die Membran und ist mit dieser verklebt. Die Wicklung besteht aus einem dünnen Kupferdraht (selten auch Aluminiumdraht), der auf den Träger gewickelt ist. Damit es zwischen den einzelnen Lagen nicht zu einem Kurzschluss kommt, ist der Wickeldraht mit einer Lackschicht überzogen. Die Anschlüsse sind nach außen geführt, um den Lautsprecher an den Verstärker anschließen zu können.

Die Zentrierspinne
Sie ist aus getränktem Gewebe gefertigt und zentriert die Schwingspule im Luftspalt. Schaut man in den Korb, erkennt man sie als das runde, gewellte Stück Gewebe am Fuß der Membran, das meistens eine gelb-orange, hin und wieder auch eine schwarze Färbung hat.

Das Magnetsystem
Es besteht aus dem Magnet und den beiden Polplatten. Die rote und grüne Farbgebung soll die Richtung der Magnetisierung darstellen. Die Polplatten bestehen aus Stahl und konzentrieren das Magnetfeld im Bereich der Spule, dem Luftspalt. So nennt man den Spalt zwischen der oberen Polplatte und dem Polkern

Nun zum Funktionsprinzip
Fließt ein Strom durch einen Leiter, erzeugt der Leiter ein Magnetfeld. Der Leiter ist die Wicklung der Schwingspule. fließt durch die ein Strom, erzeugt sie ein Magnetfeld.
Im Luftspalt hat man auch ein Magnetfeld, das vom Dauermagneten erzeugt wird. Das Musiksignal besteht aus Wechselstrom, der Strom ändert also dir Richtung in der er die Schwingspule durchfließt. Je nachdem in welche Richtung der Strom gerade durch die Schwingspule fließt, wirkt auf den Schwingspulenträger eine Kraft, die die Membran nach außen oder nach innen zieht. Dabei wird die Luft vor und hinter der Membran komprimiert oder dekomprimiert. Geschieht das abwechselnd schnell genug, hat man hörbaren Schall.

in meinem nächsten Beitrag geht es mit den technischen Eigenschaften von Lautsprechern weiter.