Chuông điện hoạt động như thế nào?

Chuông điện hoạt động như thế nào?

Chuông điện có gì, và chúng được cấu tạo ra sao để biến dòng điện thành âm thanh?

Ngày nay, chuông điện là một trong những thiết bị đã quá quen thuộc trong đời sống của con người mà chúng ta sử dụng và nghe thấy mỗi ngày. Chỉ cần ta nhấn một nút gắn ngoài cửa thì một cái chuông ở đâu đó sẽ vang lên báo hiệu cho người khác biết. Bên trong chuông điện có gì, và chúng được cấu tạo ra sao để biến dòng điện thành âm thanh?

Có nhiều loại chuông điện từ cho âm thanh khác nhau tùy vào mục đích sử dụng nhưng chúng đều có một nguyên lý chung đó là dùng từ trường để tạo ra những tác động cơ học đến các thiết bị tạo âm thanh.

Bộ phận chính trong mọi chuông điện chính là một nam châm điệm. Nam châm điện có cấu tạo chính là một cuộn dây điện quấn quanh một lõi kim loại từ tính như sắt hay thép.

Chúng hoạt động trên nguyên lý rất đơn giản như sau: Khi có dòng điện đi qua cuộn dây chúng sẽ tạo ra một từ trường trong lõi kim loại. Cuộn dây sẽ khuếch đại từ trường này và khi đó nam châm điện có thể hút các vật chất bằng sắt thép xung quanh nó giống như một nam châm vĩnh cửu thông thường.

Khi chúng ta nhấn nút chuông cửa, thì dòng điện gia đình sẽ được khép kín. Đầu tiên dòng điện này sẽ đi qua một máy biến áp đơn giản để giảm điện áp xuống khoảng vài vôn để vận hành chuông điện. Tiếp đó dòng điện đã được giảm áp này sẽ đi vào trong hệ thống mạch của chuông điện.

Mạch chuông điện là một mạch tự gián đoạn. Một mạch chuông đơn giản nhất bao gồm các chi tiết cơ bản (theo sơ đồ) sau: mạch điện mắc nối tiếp với một lá sắt qua một tiếp điểm. Một đầu lá sắt gắn với đầu gõ chuông, đầu kia nối với một lá thép đàn hồi được cố định bởi chốt kẹp. Nam châm điện được gắn vào hai đầu dây dẫn sao cho vị trí của nó có thể hút được lá sắt. Tất cả tạo thành một mạch khép kín.

Khi ta ấn vào nút chuông điện, dòng điện đi vào mạch điện sẽ tạo thành một mạch kín, khi đó nam châm điện hoạt động và từ đó gây ra từ tính, hút lá sắt về phía nó đồng thời gây ra tiếng kêu do một đầu lá sắt gõ vào chuông. Tuy nhiên khi đó, lá sắt sẽ hở ngay tiếp điểm làm mạch điện bị ngắt khiến nam châm điện mất tác dụng và thả lá sắt ra. Lá sắt lại chạm vào tiếp điểm, mạch lại được đóng kín và quy trình này cứ lặp đi lặp lại miễn là chúng ta vẫn ấn vào nút chuông điện. Bằng cách này, các nam châm điện tự tắt mở, gây ra âm thanh không ngừng.

Cũng với nguyên tắc này, người ta có thể thiết kế ra nhiều loại chuông điện có âm thanh khác nhau như tiếng chuông rè báo hiệu giờ học, tiếng còi cứu hỏa hay tiếng “kính coong” quen thuộc trong gia đình.

Hiện nay, ở nhiều nơi con người bắt đầu thay thế chuông điện từ bằng cách loại chuông điện từ. Loại chuông điện tử không có bất kỳ châm điện hoặc thanh điệu. Thay vào đó, nó có một mạch tích hợp (IC) không cần dây và phát ra những bài hát hay tiếng nói đã được cài đặt sẵn. Tuy nhiên, chuông điện từ vẫn hiện diện ở khắp mọi nơi nhờ sự đơn giản mà hiệu quả của nó.