Warum ein Mikrofon auch ein Lautsprecher ist

Eigentlich sagt der Titel des heutigen Blog-Artikels nur die halbe Wahrheit: Theoretisch ist nämlich nicht nur ein Mikrofon auch ein Lautsprecher, sondern ein Lautsprecher ist auch ein Mikrofon. 

Was zunächst nach einem Satz von Helge Schneider klingt, birgt einen spannenden, ernst gemeinten Kern: Denn wenn du dir vor Augen führst, wie Mikrofone und Lautsprecher eigentlich funktionieren, dann erkennst du, dass sie tatsächlich auf denselben Prinzipien beruhen und theoretisch auch die jeweils andere Funktion erfüllen könnten – allerdings wohl auch nur theoretisch. Schauen wir uns das näher an:

Lass uns vom Mikrofon ausgehen. Ein Mikrofon erfüllt den Zweck, Schallwellen in elektrische Spannung zu übertragen. Es gibt verschiedene Prinzipien, nach denen das funktionieren kann. Hier konzentrieren wir uns aber nur auf Eines:

Das dynamische Mikrofon arbeitet so: Schallwellen (z. B. Gesang) gelangen durch den Korb (das, was wir von außen oben am Mikrofon fühlen) in die Kapsel. Dort versetzen die Schallwellen eine Membran in Schwingung. Diese Membran ist wiederum an einem elektrischen Leiter befestigt, welcher sich innerhalb eines Magnetfeldes befindet. Als elektrischer Leiter werden Spuhlen (sog. Tauchspuhlen) oder ein metallenes Bändchen verwendet. Das Magnetfeld wird von einem Magneten erzeugt, in dessen Luftspalte sich der elektrische Leiter befindet.

Falls du nicht ohnehin selbst schon Profi bist, erinnerst du dich aber vielleicht aus dem Physikunterricht daran, was passiert, wenn ein elektrischer Leiter in einem Magnetfeld in Bewegung versetzt wird? Es wird eine Spannung erzeugt – und bei geschlossenem Stromkreis fließt Strom. 

Die Schallwellen in der Luft versetzen also die Membran in Schwingung. Die Membran wiederum bewegt den elektrischen Leiter im Magnetfeld analog zur Schwingung der Schallwellen (deshalb ist dieses Wandlungsprinzip eben auch „analog“ und nicht „digital“). Dadurch entsteht elektrische Spannung, die sich ebenfalls analog zu den Bewegungsänderungen des elektrischen Leiters und damit analog zu den Schallwellen in der Luft verändert. Voilà: Damit hat das Mikrofon seinen Zweck erfüllt.

Es gibt wie gesagt auch andere Wandlungsprinzipien, doch diese sollen hier keine Rolle spielen. Denn es trift sich, dass eben das beschriebene dynamische Wandlungsprinzip auch dasjenige ist, das auch bei Lautsprechern am häufigsten zum Einsatz kommt – nur umgekehrt:

Im Lautsprecher, der mit diesem Prinzip funktioniert, befindet sich ebenfalls ein elektrischer Leiter, ein Magnet und eine Membran. Am elektrischen Leiter liegt eine Wechselspannung an. Da sich der Leiter im Magnetfeld des Magneten befindet, bewegt er sich analog zur Veränderung der elektrischen Spannung. Die an ihm befestigte Membran schwingt mit und versetzt so die umgebende Luft in Bewegung. Voilà: Somit sind Schallwellen entstanden, die wir hören können.

Und schon wird auch klar, warum theoretisch ein Mikrofon auch ein Lautsprecher sein könnte und umgekehrt: Beide beruhen auf denselben Prinzipien. Beide verfügen über Bauteile, die dieselben – oder sagen wir: ganz ähnliche – Funktionen erfüllen. Somit könnten ihre Wandlungen zwischen Schallwellen und elektrischer Spannung jeweils auch umgekehrt werden.

In der Praxis geht das natürlich eigentlich nicht, denn die konkrete Bauweise verhindert zumindest ein einfaches Umfunktionieren. Und selbst wenn wir durch Herumbasteln die Funktionsweisen umkehren würden, würden wir aus einem guten Lautsprecher wohl nur ein sehr schlechtes Mikrofon und aus einem guten Mikrofon wohl nur einen sehr schlechten Lautsprecher herausbekommen. 

Aber als Funfact und als Anlass, sich die physikalischen Prinzipien einmal genauer anzuschauen, doch ganz nett … oder?

Wie immer freue ich mich über Ergänzungen, Nachfragen oder Widersprüche in den Kommentaren.