zasadniczymi częściami m. są: membrana (lub inny element pełniący jej funkcję), pobudzana do drgań mech. falą akustyczną, oraz układ przetwarzający te drgania na sygnał elektr. (np. prąd elektr. o zmieniającym się napięciu czy natężeniu). Zależnie od budowy i zasady działania rozróżnia się m.:
magnetoelektryczne (dynamiczne), których gł. częścią jest ruchoma cewka połączona z membraną (m.
cewkowy) lub cienki pasek folii aluminiowej (tzw. wstęga), pełniący funkcję membrany (m.
wstęgowy); cewka lub wstęga, umieszczone w szczelinie magnesu trwałego, są pobudzane do drgań falą akustyczną, co powoduje indukowanie w nich siły elektrodynamicznej, a następnie przepływ zmiennego prądu elektr. w obwodzie; m.
pojemnościowe (m. elektrostatyczne) — wykonane w postaci kondensatora o ruchomej elektrodzie stanowiącej membranę, której drgania powodują zmiany pojemności elektr. kondensatora; wymagają zasilania z zewn. źródła napięcia stałego lub zastosowania membrany elektretowej (m.
elektretowy), wytwarzającej silne pole elektr. w szczelinie między elektrodami kondensatora (
elektret); m.
węglowe (m. stykowe) — w postaci komory wypełnionej proszkiem węglowym, o jednej ściance ruchomej, pełniącej funkcję membrany, której drgania powodują zmiany oporu elektr. styków między ziarnami proszku węglowego; są zasilane z zewn. źródła napięcia stałego; m.
piezoelektryczne — zawierające piezoelement, którego odkształcenie mech. wywołane drganiami membrany powoduje wytworzenie napięcia na jego elektrodach (
piezoelektryczność).
Pod względem sposobu działania fali akustycznej na membranę (lub inny element odbierający energię akustyczną) dzieli się też m. na:
ciśnieniowe, w których ciśnienie akustyczne działa tylko na jedną stronę membrany, i
gradientowe, w których drgania membrany są wywołane różnicą ciśnień akustycznych, występujących po jej obu stronach; osobną grupę tworzą m.
ciśnieniowo-gradientowe, stanowiące kombinację obu rodzajów m.; m. ciśnieniowe są zazwyczaj wszechkierunkowe, m. gradientowe — dwukierunkowe, m. ciśnieniowo-gradientowe zaś — jednokierunkowe.
Parametrami charakteryzującymi m. są:
skuteczność, zw. też
czułością — stosunek napięcia elektr. na końcówkach m. do odpowiadającego mu ciśnienia akustycznego w miejscu umieszczenia m. (przy określonej wartości częst. i kierunku padania fali akustycznego), wyrażana zwykle w mV/Pa lub w dB (w odniesieniu do poziomu 1 V/Pa);
charakterystyka kierunkowości — przebieg skuteczności m. w zależności od kąta, pod którym pada nań fala akustycznego, wyznaczany przy określonej wartości częst., zwykle przedstawiany w postaci wykresu we współrz. biegunowych; może mieć kształt koła dla m. wszechkierunkowych, ósemki — dla dwukierunkowych, kardioidy — dla jednokierunkowych, lub pośredni między kołem i ósemką — dla m. o regulowanej charakterystyce kierunkowości;
charakterystyka przenoszenia — przebieg skuteczności m. w zależności od częst., wyznaczany przy określonej wartości ciśnienia akustycznego, zwykle przedstawiany w postaci wykresu we współrz. prostokątnych; niekiedy zamiast wykresu jest podawana nierównomierność skuteczności (w dB) w znamionowym pasmie częst.;
dynamika — stosunek maks. napięcia elektr. otrzymanego z m. (przy braku zniekształceń) do napięcia szumów, wyrażany w dB. Określa się też impedancję m., wrażliwość na magnet. i elektr. pola zakłócające, a także wymiary i masę.
M. są powszechnie stosowane w urządzeniach telekomunik. (np. aparatach telefonicznych, urządzeniach radiowych i telew., magnetofonach, kamwidach), w urządzeniach stosowanych w miernictwie elektroakustycznym, hydrolokacji, defektoskopii ultradźwiękowej i in.
M. węglowy wynalazł 1878 D. Hughes, który nadał też mu nazwę „mikrofon”; pierwowzorem tego m. był przetwornik stykowy, zbud. 1854 przez Ch. Boursela, składający się z nieruchomego drutu, którego koniec stykał się z metal. membraną; jeden z pierwszych patentów na m. węglowy uzyskał też 1879 H. Machalski; 1917 E. Wente oprac. prototyp m. pojemnościowego, a 1929 A. Blumlein zbudował m. magnetoelektryczny (cewkowy); m. piezoelektryczny skonstruowano 1939, pierwsze m. elektretowe (woskowe) pojawiły się na rynku 1938 (w czasie II wojny światowej na dużą skalę zostały zastosowane przez Japończyków w urządzeniach polowych).
Mirosław Rusek