Aus welchen Materialien bestehen Kopfhörer?

Die Kopfhörerherstellung besteht aus zwei Hauptteilen. Die erste besteht darin, zwei miniaturisierte Versionen von Lautsprechern herzustellen, bei denen eine Kombination aus Metallverbindungen und entweder Kunststoff oder Papier verwendet wird. Die zweite besteht darin, ein Gehäuse für die Lautsprecher herzustellen, das sich angenehm am oder im Ohr anpasst, wobei Kunststoffe, Gummi und Schaumstoffe je nach Ausführung alle wichtigen Komponenten sind.

Der in Utah lebende Nathaniel Baldwin erfand 1910 Kopfhörer, zu seinen frühesten Kunden gehörte die US Navy. Zu dieser Zeit waren Kopfhörer die einzige Möglichkeit, elektrische Audiosignale (und nicht den mechanischen Klang von Grammophonen) zu hören, bis Verstärker weit verbreitet waren. Stereo-Kopfhörer erschienen 1958, während die Veröffentlichung des Sony Walkman 1979 einen Wechsel von Kopfhörern, die das Ohr umschlossen, zu kleineren führte, die nur gegen das Ohr drückten. Ohrhörer, die in den Gehörgang eingeführt werden, wurden populär, als sie mit dem iPod geliefert wurden.

Zwar steckt viel Technik dahinter, um Kopfhörer klein und komfortabel zu machen, aber im Prinzip sind es einfach zwei Miniaturlautsprecher. Dabei handelt es sich um drei Schlüsselkomponenten: einen Permanentmagneten (der eingerastet ist), einen gewendelten Elektromagneten und einen Konus. Das elektrische Signal des Audiogeräts (z. B. Ihres MP3-Players) passiert den Elektromagneten und bewirkt, dass sein Magnetfeld die Richtung ändert. Dies bedeutet, dass der Elektromagnet schnell zwischen Anziehung oder Abstoßung durch den Permanentmagneten wechselt und sich somit bewegt. Der Elektromagnet ist am Konus befestigt, der die Bewegung verstärkt und Luft in Form von Schallwellen in und zu Ihrem Ohr hin vibrieren lässt.

Ursprünglich waren die Metallteile von Kopfhörerlautsprechern aus Eisen, was für eine schlechte Klangqualität sorgte. Heute sind sie normalerweise Ferrit oder Neodym, beides Verbundmaterialien, die Eisen und andere Elemente enthalten. Im gewendelten Elektromagneten haben diese Materialien den großen Vorteil, dass sie die Magnetfeldrichtungen mit nur minimalem Energieverlust ändern können. Der Konus in Kopfhörern besteht im Allgemeinen eher aus Kunststoff und/oder Papier als aus Metall. Denn Flexibilität ist bei dieser Größe wichtiger als Stärke. Einige Forscher haben die Verwendung eines neuen Verbundmaterials, Graphen, untersucht, um zu versuchen, gleichzeitig eine höhere Festigkeit und Flexibilität zu erzielen.

Das Material, das die Lautsprecher in Kopfhörern umgibt, variiert je nach Design und Budget. Bei On-Ear-Kopfhörern ist das übliche Design ein starres Kunststoffgehäuse mit einer Gummi- oder PVC-Schicht, die als Polster am Ohr dient. Bei In-Ear-Kopfhörern ist Gummi oder Silikon gebräuchlich, da es mehr Flexibilität hat und somit bequem, aber eng anliegend in das Ohr oder den Gehörgang passt. Teurere In-Ear-Modelle verwenden eine Schaumstoffform, die sich an die spezifische Form des Gehörgangs des Benutzers anpassen kann.