kako rade slušalice sa poništavanjem buke tema je koja pokazuje da fizika nije samo skup formula iz udžbenika. Iza uređaja koji svakodnevno koristimo nalaze se električno i magnetno polje, energija, talasi, toplota i osobine materijala. U nastavku je princip rada objašnjen jasno, ali fizički tačno.
Tišina nastala sabiranjem dva zvuka
Aktivno poništavanje buke, poznato kao ANC, koristi mikrofone, procesor i zvučnike. Sistem ne uklanja zvuk iz prostora, već kod uha stvara dodatni talas koji umanjuje neželjeni zvuk.
Koji fizički princip omogućava rad uređaja?
Zvučni talasi menjaju pritisak vazduha. Kada se u istoj tački sretnu dve promene približno jednake amplitude i suprotne faze, one se sabiraju i rezultat je manja amplituda. To je destruktivna interferencija.
Talasna veza: v = λ·f; za idealne suprotne talase: y = A sin(ωt) + A sin(ωt + π) = 0.
Veličine i jedinice:
v – brzina zvuka (m/s), λ – talasna dužina (m), f – frekvencija (Hz), A – amplituda, ω – ugaona frekvencija.
Kako uređaj radi – korak po korak
- Mikrofon meri buku spolja ili unutar školjke slušalice.
- Procesor procenjuje talas koji će stići do uha.
- Zvučnik proizvodi signal približno iste amplitude, ali suprotne faze.
- Dva talasa se superponiraju i buka kod uha postaje tiša.
Primer iz svakodnevnog života
Stalno brujanje motora aviona ili autobusa predvidljivo je i sadrži niže frekvencije, pa ga ANC dobro ublažava. Iznenadan govor ili udarac teže je predvideti i potpuno poništiti.
Odakle nastaju gubici energije?
Mikrofoni i procesor troše bateriju, a kašnjenje obrade i nesavršen položaj sprečavaju idealno poništavanje svih frekvencija.
Najčešća zabluda
Zabluda: ANC proizvodi potpunu tišinu i štiti od svakog glasnog zvuka.
Objašnjenje: On smanjuje određene vrste buke, naročito stabilne niske tonove. Ne predstavlja zamenu za namensku zaštitu sluha u veoma bučnom okruženju.
Bezbedna upotreba
Ne povećavajte glasnoću muzike samo zato što je spoljašnja buka manja. U saobraćaju koristite režim koji dopušta opažanje upozorenja i vozila. Za industrijsku buku koristite sertifikovanu zaštitu.
Mali ogled ili provera bez posebne opreme
Pustite tih, stalan zvuk ventilatora i uključujte i isključujte ANC bez muzike. Opazite koje komponente zvuka se najviše smanjuju. Ne izlažite sluh velikoj jačini.
Povezivanje sa gradivom fizike
Slušalice povezuju talase, frekvenciju, amplitudu, fazu, superpoziciju, interferenciju i pretvaranje zvuka u električni signal.
Pitanja za proveru znanja
- Kako se zove interferencija koja smanjuje amplitudu?
- Koju vrstu buke ANC najlakše ublažava?
- Da li je ANC zamena za zaštitne antifone?
Odgovori
1) Destruktivna interferencija. 2) Stalnu i niskofrekventnu buku. 3) Ne.
Česta pitanja
Zašto neki ljudi osećaju pritisak u ušima?
ANC ne menja statički vazdušni pritisak kao promena nadmorske visine, ali promena niskofrekventnog zvuka može stvoriti subjektivan osećaj pritiska.
Da li pasivna izolacija radi isto?
Ne. Jastučići pasivno slabe prolazak zvuka materijalom, dok ANC aktivno proizvodi dodatni talas.
Zaključak
ANC slušalice koriste jedan od najlepših talasnih efekata: dva zvuka mogu sabiranjem dati tiši rezultat. Tehnologija je praktična primena superpozicije i faze.
Ako želite da fiziku razumete kroz primere, formule i zadatke, pogledajte formule iz fizike i rešene zadatke na sajtu Fizičarenje.