Luidsprekers zetten de elektrische energie van een trilling om naar mechanische energie in geluidsgolven. Dat is een verbazend fenomeen. Volgens welke natuurkundige principes gebeurt die omzetting? In onze leefwereld vinden we vele soorten luidsprekers terug in een brede waaier van toepassingen. Welke factoren beïnvloeden de eigenschappen van luidsprekers?

Oriëntatie, probleem(stelling) of onderzoeksvraag
Je kunt: 

• bij de probleemstelling het samenspel benadrukken tussen wensen van de luisteraar en natuurkundige, technische en financiële beperkingen.
• via bronnenonderzoek de werkingsprincipes, opbouw en de prestaties van verschillende soorten luidsprekers vergelijken. Je kunt die analyse laten verlopen voor vier soorten luidsprekers: lage tonen (woofers), middentonen (midrange), hogetonen (tweeters) en breedspectrum (full-range).
• de probleemstelling specifieker maken door de geluidsweergave te optimaliseren voor een gegeven frequentiebereik.
• bespreken met leerlingen hoe de luidspreker kan worden beoordeeld: dit kan kwalitatief via een vergelijkende luistertest. Daarbij worden de luidsprekers aangestuurd met hetzelfde signaal geproduceerd door dezelfde versterker. Je kunt gebruik maken van de hoofdtelefoonaansluiting of luidsprekeruitgang van een eenvoudig audiotoestel. Let op dat de uitgang van het toestel niet in kortsluiting komt door een te lage impedantie van de luidspreker.

Je kunt met leerlingen nadenken over de te onderzoeken deelaspecten en aangewezen methodes om tot een gedegen oplossing te komen. Je kan als leraar ook rekening houden met beperkingen op vlak van beschikbare tijd.

• Je kunt het ontwerponderzoek opsplitsen in meerdere deelopdrachten en toewijzen aan leerlingenteams. Je kunt complementair werken en door twee of drie groepjes een tweewegs- of driewegsluidspreker laten samenstellen.
• Leerlingen kunnen inspiratie verzamelen via zelfbouwprojectjes (bv. beschikbaar via Youtube).
• Je kunt vanuit de bouw van verschillende eenvoudige prototypes de invloed onderzoeken van:
  • eigenschappen van het trillend membraan (vormgeving, materiaaleigenschappen, massa, ophanging);
  • de opbouw van de spreekspoel (aantal wikkelingen, lengte);
  • kenmerken van het permanent magneetveld;
  • aanwezigheid van ferromagnetisch materiaal;
  • de aansturing van luidspreker (effectieve waarde van de wisselstroom, frequenties in het signaal).
• Om ontwerpkeuzes te staven kunnen leerlingen deelonderzoekjes uitvoeren en mogelijke deeloplossingen testen. Je kunt ook werken met leerlingenteams die opdrachten autonoom verdelen. Je kunt deelresultaten tussentijds laten terugkoppelen naar de groep en van daaruit het ontwerponderzoek bijsturen.
• Je kunt het verloop van het ontwerponderzoek concreet maken door tussentijds deeloplossingen te presenteren en te bediscussiëren.
• Je kunt oplossingen tussentijds aftoetsen.
• Je kunt het eindresultaat laten concretiseren aan de hand van een proefmodel.
• Je kunt de geluidsweergave evalueren door een blinde luistertest of je kan met een microfoon de geluidsweergave in functie van de frequentie meten. Hou er rekening mee dat een behuizing een sterke invloed kan hebben op de weergave.
• Je kunt aandacht besteden aan werking in fase en in tegenfase (“polarisatie”) van luidsprekers die in combinatie functioneren.
• Je kunt het onderzoek spreiden over de graad.
  Je kunt kiezen voor een jaaronderzoek, een trimesteronderzoek …
  Je kunt  binnen het jaaronderzoek een aantal onderzoekscycli doorlopen en binnen hetzelfde onderzoek itereren waarbij de focus ligt op het bijsturen van het onderzoeksproces eerder dan het resultaat. Dat kan door binnen een cyclus de focus te leggen op bepaalde deelaspecten van de onderzoeksmethodiek.