信号が耳に届く

空気が振動する

電話をする女性01

現代での通信には当たり前のように電話が使われます。電話網は全世界にすでに存在して、現代のほとんどの通信は電話をベースに、もしくは電話を活用して開発されていて発展してきました。この通信の基本となる電話についての記事を書いてみます。

電話をかけた時に、音声を電気信号に変換して電気信号を元の音声に戻すのが、電話機です。話した音声が電気信号に変換されて通話相手に伝送され、 再び音声に戻されて人の耳に間こえるようになります一瞬でこれだけのことが起きてるって考えたらすごいですよね^^

音声は空気が振動してできる波です。ここでいう波は音波をさします。声を発すると声帯が振動し、その振動がまわりの空気を振動させて、空気の振動の連続が起こります。 その振動が波となって伝わり、伝わった波(空気の振動)が相手の耳内の鼓膜を振動させます。その振動を音として認識するという仕組みです。


音声を電気に変換する

電話は、電気信号を送ります。

電話を掛ける男性

電話機は、空気の振動を電気信号に変えて、電気信号を空気の振動に変える必要があります。
空気の振動を電気に変えて、電気を空気の振動に変える仕組みとして電磁誘導があります。
電磁誘導ではコイルを使います。

電話で話す女性

このコイルを磁場に設置します。
そして、磁場のコイルを振動させると電気が発生します。
反対に、コイルに電気を流すとコイルが振動します。

「磁場」とは、磁石のN極とS極の間て磁気が発生している空間です。 音声は空気の振動なので、この振動でコイルを振動させることができます。 したがって、このコイルの振動を空気の振動に変えることができれば音声を発信できます。 そこで、コイルに振動板を付けることでそれが可能になります。

このとき、振動板の振動の大きさと発生する電気の量は比例しています。 振動が大きければ発生する電気の量は大きく、振動が小さければ電気量は小さくなります。 このため、発生した電流は、音声による空気の振動を正確に再現できます。

また、電流を音声に変える際にも同様に逆のことが起こります。 電話は、この電磁誘導の原理を利用して、音声と電気信号の相互変換を行っています。 電話機には、振動板が付いた電磁誘導の装置が、 送話口に送話用が、受話口に受話用がそれぞれ入っています。

そして、通話時には、送話ロに発せられた音声を振動板が受けて、 電磁誘導装置で電気を発生させます。 これが電気信号として相手の電話機に伝送され、 相手の電話機の受話器の電磁誘導装置のコイルが振動することで音声が再生されます。

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