Меню

Как узнать мощность динамика по сопротивлению

Мощность усилителя и мощность динамика. В чём ОТЛИЧИЕ?

Не так давно решил сделать в своей машине хорошую акустику. Закупился комплектом эстрадных динамиков (6 штук, разной направленности) «Урал» (не реклама) , в среднем выходной номинал каждого динамика 150w, а максимальный 300w+, на мой взгляд (да и на взгляд большинства профессионалов) — в данный момент это лучшая акустика из предложенных. Но столкнулся я с одной проблемой — при нагрузке громкости 70%+ через 30-50 секунд начинается сильное искажение звука, т.к. сильно перегревается магнитола. Ну и решил подобрать под это дело усилитель. А как его подобрать? В блужданнии по просторам интернетов, наткнулся на такую статью. По моему мнению, это ЛУЧШЕЕ описание из всех что я встречал.

Давайте для начала разберёмся с простым понятием мощности, которое нам давали в школе в виде формулы P=U*I, где U — напряжение, а I — ток, проходящий через участок цепи. I по закону Ома для участка цепи можно выразить через U и R, где R — сопротивление участка цепи. Тогда получится P=U*U/R

Вот эта формула — есть определение мощности, ПОТРЕБЛЯЕМОЙ участком цепи. С точки зрения изучения мощности любую цепь можно разделить на два основных участка — источник и потребитель (нагрузка). Так вот, если развивать определение, то вышеуказанная формула — есть определение мощности, потребляемой нагрузкой у источника.

Теперь давайте посчитаем, что получается. Напряжение вторичного питания усилителя, приходящегося на один канал усиления (из этого напряжения усилитель делает аудиосигнал; возьмём для пример 100-ваттный четырёхканальник) — примерно 40 Вольт. Сопротивление динамика (забьём на импедансную характеристику и посчитаем по номиналу, этого уже достаточно для понимания) — 4 Ома. Подставим цифры в формулу и ужаснёмся:

P=40*40/4=400 Ватт. Это — потребляемая мощость динамика, если его подключить напрямую к напряжению 40 Вольт. Типа как лампочку в розетку вставить. Если это будет постоянный ток, то вся эта мощность динамиков преобразуется в тепло. Если переменный -то Большая часть в тепло, меньшая часть — в перемещение воздуха, находящегося возле диффузора. Если подать на динамик не 40 вольт, а 80 вольт (сабвуферный усилитель), то он будет потреблять уже 1600 Ватт, правда недолго. А если 20 вольт (хиленький усилочек, что на пищалки можно поставить) — 100 Ватт. Так что, потребляемая мощность динамика зависит ТОЛЬКО от его сопротивления и от поданного на него напряжения.

Но представьте, что такое 400 Ватт? Хотя бы на примере лампочки. В подъезде если 200 Ватт повесить — уже офигеть, как светло будет. А если она погорит буквально две минуты, то нагреется до такого состояния, что её в руку взять невозможно будет. То же самое произойдёт и с катушкой динамика. Только вот лампочка сделана из стекла и относительно массивного металла. А динамик — из тонкой проволочки катушки и бумажного/пластикового/ещё какого-нибудь ТОНКОГО диффузора. Если его нагреть до такой степени — он тут же расплавится или в буквальном смысле сгорит. Причём, если применять/не применять(экономя) разные ухищрения, то предел ПОДАВАЕМОГО напряжения можно увеличить/уменьшить. Но, например, у мидбаса никогда не будет возможность приблизиться к постоянно поданным 40 Вольтам. И что же делать производителям? А вот что — чтобы динамики не горели, они придумали писать в инструкициях максимальную мощность, при достижении которой динамик ещё не сгорит. Другими словами, показатель максимальной мощности из инструкции к динамику — косвенное указание на то, какое максимальное напряжение можно ПОДВЕСТИ к динамику, чтобы он не сгорел. Вот и всё. ГРОМКОСТЬ динамика этот параметр НЕ характеризует! Этот параметр характеризует ТОЛЬКО живучесть катушки динамика. ВСЁ!

Теперь перейдём к источнику. В нашем случае это будет усилитель. Что такое усилитель для динамика-нагрузки? Усилитель для динамика — есть ни что иное, как источник переменного тока с постоянно меняющимся напряжением. Колебания тока и напряжения заставляют диффузор динамика двигаться вперёд-назад, перемещая воздух и создавая волну.

Задача усилителя — выдавать на выходе сигнал с высоким напряжением, повторяющий по форме сигнал с низким напряжением, поданным на вход. Причём, сигнал на выходе должен повторять форму сигнала на входе ТОЧНО, без искажения.

Усилитель имеет хитрую конструкцию, состоит из большого числа компонентов, каждый из которых рассчитан на определённую нагрузку. Все эти компоненты (в бОльшей степени это — блок питания усилителя)при проведении через них определённой мощности начинают искажать сигнал. То есть, например, если подать на вход синус 100Гц и увеличивать его амплитуду, то можно добиться появления на выходе нашего примерного четырёхканальника тех самых 40 вольт. Но, если проверить этот сигнал осциллографом, то мы увидим, что от синуса остались одни искажения. Причём, в зависимости от величины подключенной нагрузки переход сигнала от синуса к каше будет происходить при разных значениях напряжения. И что делать производителю? А вот что: находить для разных сопротивлений нагрузки разные значения напряжения на выходе, при которых сигнал начинает переходить от почти чистого синуса к какашке, возводить в квадрат и делить на сопротивление подключенной нагрузки. Это будет как раз значением максимальной мощности усилителя (при которой он ещё не сильно искажает сигнал).

Читайте также:  Hilti dd 130 мощность

Так вот, этот параметр имеет практичекски прямое отношение к громкости.

НО! Напряжение на выходе усилителя зависит от напряжения на входе усилителя. Зависимость эта выражается коэффициентом усиления. Например, наш четырёхканальник может без искажений усилить синус с размахом 3 вольта на входе до синуса с размахом 20 вольт на выходе при нагрузке 4 Ома (100Ватт неискаженной мощности). Коэффициент усиления получается равен примерно 6,7. Но мы хотим подключить к усилителю пищалку, которая имеет максимальную мощность 40 Ватт. Что нам делать? Правильно! уменьшать коэффициент усиления. Чем? Конечно же регуляторами гейнов!

Так вот, резюмируя вышесказанное, хочу дать определения максимальной мощносности для динамиков и усилителей:

1) Максимальная мощность динамика — это тот максимум, который можно ПОДВЕСТИ к динамику, не спалив его. Обычно указывается RMS (длительная мощность) и максимальная (пиковая мощность). К громкости и искажениям этот параметр отношения НЕ ИМЕЕТ!

2) Максимальная мощность усилителя — это тот максимум, что усилитель может ОТДАТЬ динамику ПРИ МИНИМАЛЬНЫХ искажениях. Этот параметр имеет отношение к громкости и искажениям.

Но это ещё не всё. Давайте продолжим А как подобрать усилитель к динамику, зная мощность динамика? Ответ — НИКАК!

1) у мощного усилителя можно всегда загрубить чувствительность входа, снизив коэффициент усиления

2) У хилого усилителя мощности может хватить за глаза для мощного динамика, если тот имеет высокую чувствительность.

Так как же понять, хватит ли того или иного усилителя под тот или иной динамик? К сожалению, не имея определённого эмпирического опыта — действительно никак Ну, разве что, можно применять такую грубую формулу, что для мидбасов с чувствительностью больше 86дБ хватит 60-70 Ватт на канал, а для мидбасов с меньше чувствительностью — уже не хватит. Ну и внимательно читать отзывы и перенимать чужой опыт

Источник

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Добиться хорошего звука от стереосистемы не так-то просто. Многие не могут этого осуществить годами. Но сегодня мы не будем углубляться в аудиофильские дебри – я попытаюсь объяснить без лишних терминов, на языке домашней хозяйки, что именно вы должны знать о колонках и усилителях, чтобы купить правильную пару.

Итак, чтобы достичь хорошего звука вам нужно добиться синергии от усилителя и колонок. В интернете полно разных публикаций, наполненных сложными техническими терминами, которые обычный человек без подшивки учебников физики не разберет. Но на самом деле вам это всё не нужно. Достаточно будет понять значение всего трех относительно простых, но важных терминов, которые я постараюсь объяснить без сложных математических выкладок.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Импеданс

Вы найдете значения импеданса в характеристиках колонок и усилителей, но что на самом деле это значит? Говоря простыми словами, это мера электрического сопротивления ваших компонентов, измеряемое в омах.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Колонки (если это не особенные аудиофильские изыски) в основном имеют номиналы от 4 до 8 Ом. В усилителях обычно указывают определенный диапазон, например, от 4 до 10 Ом. Сравнив характеристики вашего усилителя и колонок, вы можете узнать, совместимы ли они. Эту информацию легко найти в спецификациях.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Обычно считается, что нормально подключать колонки с более высоким импедансом к усилителю, способному работать с более низким импедансом, но не следует подключать динамики с низким импедансом (скажем, 4 Ом) к усилителю у которого минимально допустимое сопротивление 10 Ом.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Согласованный импеданс обеспечит безопасное сопряжение колонок и усилителя, а также устранит большинство остальных сложностей. Кроме того, если вы обратите внимание, то обнаружите, что большинство современных колонок и усилителей уже совместимы по этому параметру, так как находятся в общем диапазоне 4-8 Ом.

Мощность

Как и у любого электрического устройства, мощность в аудиоаппаратуре измеряется в ваттах. Часто это приводит к заблуждению, что большая мощность означает большую выходную мощность, но это не всегда так.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Мощность, указанная в характеристиках колонок означает сколько мощности они могут выдержать. В усилителях же этот параметр означает сколько мощности он выдает. Раньше в лихие 90-е люди часто сочетали усилитель с низкой мощностью с динамиками с высокой, и все бегали абсолютно голые на этом успокаивались. Однако это точно не путь к лучшему звуку.

Читайте также:  Что такое мощность гвт

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

В характеристиках колонок вы можете встретить рекомендуемый диапазон мощности усилителя, например от 25 до 130 Вт. Но, как вы можете предположить, в данном случае усилителю с мощностью 25 Вт придется гораздо труднее, чем 130-ваттному. Как говорил Борис Бритва: «Тяжесть — это хорошо. Тяжесть — это надежно. Даже если не выстрелит, таким всегда можно дать по голове». С мощностью усилителя то же самое, главное – не перестараться.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

У усилителей в технических характеристиках часто указывают номинальную мощность и пиковую (P.M.P.O.). Нам больше важна номинальная, поскольку именно она показывает насколько мощный усилитель в обычном режиме. Что-то типа 50 Вт при 8 Ом.

В общем, когда будете сравнивать параметры мощности колонок и усилителя убедитесь, что речь идет именно о номинальной мощности.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Чувствительность

Этот параметр относится только к колонкам. Он говорит нам как громко будет звучать колонка в децибелах на расстоянии 1 м, если мы подадим на нее 1 Вт мощности. Например, мы видим, что в характеристиках указана чувствительность 90 дБ. Таким образом, при мощности всего 1 Вт (намного меньше, чем может выдать любой усилитель), колонка будет производить уровень звукового давления 90 дБ с расстояния 1 метр.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Почему вы должны обращать на это внимание? Ну, это напрямую связано с тем, насколько громкими могут быть ваши колонки. При равном расстоянии и подаваемой мощности, колонки с более низкой чувствительностью будут звучать тише, чем колонки с высокой. Это не означает, что чем выше чувствительность, тем лучше, это просто означает, что колонки с более высокой чувствительностью достигнут более высокой громкости и потенциально избавят вас от необходимости трат на более мощный усилитель.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Хотите знать, почему усилители обеспечивают мощность более 1 Вт, если это все, что нужно для достижения 90 дБ с расстояния в один метр? Это связано с тем, что выходная мощность усилителя должна удвоиться, чтобы повысить уровень звукового давления динамика всего на 3 дБ.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Итак, в примере, приведенном выше, колонки потребуют 2 Вт на 93 дБ, 4 Вт на 96 дБ, 8 Вт на 99 дБ, 16 Вт на 102 дБ и т. д., до тех пор, пока ваши барабанные перепонки больше не смогут выносить этот жуткий ор.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Но если вы увеличите дистанцию до колонок, то громкость быстро упадет. Вы можете ожидать падения в 6 дБ каждый раз, когда удваиваете расстояние до колонок. Например, если вы сидите в 4 метрах от колонок, вы потеряете 18 дБ громкости, что, в свою очередь, потребует гораздо более мощного усилителя для возврата к желаемому уровню громкости. Очень важно, чтобы колонки имели достаточную чувствительность для вашего усилителя, чтобы он мог эффективно управлять ими.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Ну вот, теперь вы можете смело взглянуть на характеристики колонок и усилителя из вашего шорт-листа и просто подсчитать, предназначены ли они друг для друга. Хотя. постойте.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Никогда не стоит недооценивать предсказуемость тупизны

Если тупо подгонять соответствие этих трех значений из технических характеристик, то далеко вы не уйдете. Вам нужно понимать для какой цели вы строите систему и как вы её будете использовать. Купить максимально мощный усилитель (или максимально чувствительные колонки) не есть правильный выбор.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Конечно, если вам просто нужно не давать заснуть соседу, то сойдет и так, но при этом вам нужно не взорвать колонки и не спалить усилитель. Есть несколько способов достижения этих нежелательных результатов, но наиболее распространенных сценариев два.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Более опасный

Вы подключите новенькие колонки к усилителю, с номинальной мощностью, значительно превышающей возможности ваших колонок. В этом случае обычно происходит следующее: поскольку динамики не могут рассеивать тепловую энергию, исходящую от выхода усилителя, они сжигают к чертям свою звуковую катушку в динамике вместе с подвесом. Это полностью разрушает динамик, что далеко не идеально в плане построение хорошо звучащей системы. И вот вы снова оказываетесь отброшенным на полпути назад, к вопросу выбора новых, более подходящих колонок.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Менее опасный, но более драматичный

Вы подключите ваши новенькие колонки к усилителю, который слишком слаб для них. Если ваш усилитель не выдает достаточной мощности, чтобы достичь минимального рекомендованного значения мощности колонок, вы будете вращать ручку громкости, чтобы получить приемлемый уровень громкости (который, скорее всего, не достижим). Это может (но не обязательно) привести к перегреву усилителя, он начнет перегорать и посылать обрывки сигнала на ваши динамики, генерируя ужасные искажения и высокочастотную энергию, которые в итоге могут повредить как ваши колонки, так и сам усилитель. И в этом случае вы будете отброшены к самому началу, туда, где снова придется откладывать деньги на новое стерео.

Читайте также:  Мощность или напряженность пассажиропотока

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Звучит страшно, но на самом деле избежать этого всего очень просто – достаточно внимательно отнестись к трем важным параметрам. Пройдясь по аудиофильским магазинам вы определенно сможете сами подобрать подходящую по параметрам пару. Но, как это бывает на каждом аудиофильском углу, этого опять будет недостаточно для того, чтобы получить идеальный звук.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Проблема в том, что все компоненты звучат по разному. И все их комбинации тоже. Даже если вы подберете две разных пары усилитель-колонки с идеально совпадающими техническими характеристиками, то звучать они будут совершенно непохоже. Поменяете в этих двух парах компоненты местами и получите еще два варианта звука.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Если вам всё это совершенно чуждо, но вы все равно хотите слушать ваши любимые песенки в максимально высоком качестве, то вы можете посмотреть на хорошие системы «все в одном», которые сейчас производят многие аудиофильские компании.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Посмотрите, к примеру, в сторону систем от Naim, Ruark, McIntosh. Они недешевы и стоят как хорошая блочная система, но в их корпусах уже идеально согласованные компоненты, выдающие звук Hi-Fi качества, который не всегда можно получить купив раздельные компоненты, особенно, если делать это наобум.

Как подобрать колонки и усилитель, если вы ничего в этом не понимаете

Аудиофильская действительность многогранна и безгранична, как расцветки котов или космос. Поэтому вам придется запастись терпением и понять – какой именно звук вы хотите слушать каждый день. Запаситесь любимыми дисками (файлами) и отправляйтесь слушать всё, до чего можете дотянуться. Чем больше вы получите такого опыта, тем выше будет вероятность собрать систему мечты с первого раза.

Источник



Как узнать мощность динамика по сопротивлению

Причиной написания данной статьи явилась не сложность этих формул, а то, что в ходе проектирования и разработки каких-либо схем часто приходится перебирать ряд значений чтобы выйти на требуемые параметры или сбалансировать схему. Данная статья и калькулятор в ней позволит упростить этот подбор и ускорить процесс реализации задуманного. Также в конце статьи приведу несколько методик для запоминания основной формулы закона Ома. Эта информация будет полезна начинающим. Формула хоть и простая, но иногда есть замешательство, где и какой параметр должен стоять, особенно это бывает поначалу.

В радиоэлектронике и электротехнике закон Ома и формула расчёта мощности используются чаше чем какие-либо из всех остальных формул. Они определяют жесткую взаимосвязь между четырьмя самыми ходовыми электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью.

Закон Ома. Эту взаимосвязь выявил и доказал Георг Симон Ом в 1826 году. Для участка цепи она звучит так: сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению

Так записывается основная формула:

ohms_law-01.jpg

Путем преобразования основной формулы можно найти и другие две величины:

ohms_law-02.jpg ohms_law-03.jpg

Мощность. Её определение звучит так: мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

Формула мгновенной электрической мощности:

ohms_law-04.jpg

Ниже приведён онлайн калькулятор для расчёта закона Ома и Мощности. Данный калькулятор позволяет определить взаимосвязь между четырьмя электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью. Для этого достаточно ввести любые две величины. Стрелками «вверх-вниз» можно с шагом в единицу менять введённое значение. Размерность величин тоже можно выбрать. Также для удобства подбора параметров, калькулятор позволяет фиксировать до десяти ранее выполненных расчётов с теми размерностями с которыми выполнялись сами расчёты.

Когда мы учились в радиотехническом техникуме, то приходилось запоминать очень много всякой всячины. И чтобы проще было запомнить, для закона Ома есть три шпаргалки. Вот какими методиками мы пользовались.

Первая — мнемоническое правило. Если из формулы закона Ома выразить сопротивление, то R = рюмка.

ohms_law-05.jpg

Вторая — метод треугольника. Его ещё называют магический треугольник закона Ома.

ohms_law-06.png

Если оторвать величину, которую требуется найти, то в оставшейся части мы получим формулу для её нахождения.

ohms_law-07.png

Третья. Она больше является шпаргалкой, в которой объединены все основные формулы для четырёх электрических величин.

ohms_law-08.png

Пользоваться ею также просто, как и треугольником. Выбираем тот параметр, который хотим рассчитать, он находиться в малом кругу в центре и получаем по три формулы для его расчёта. Далее выбираем нужную.

ohms_law-09.png

Этот круг также, как и треугольник можно назвать магическим.

Источник

Adblock
detector