Effektbehov ja men Strömbehov?

[Alexi]

Det pratas mycket om Watt, hur mycket effekt man behöver per element etc.

Har man väldigt många element, så har man förmodligen en väldigt hög känslighet och behöver därmed förmodligen inte så mycket effekt per element, men hur är det med strömbehovet per element?

[carpelux]

Beror väl på hur du kopplat för det första. Seriekopplat = den totala strömmen från förstärkaren går igenom alla element, parallellkopplat = totala strömmen delas upp på elementen.

Effekt, spänning och ström är alltid intimt förbundna eftersom Effekt = Spänning * Ström (P=U*I)

[Alexi]

Beror väl på hur du kopplat för det första. Seriekopplat = den totala strömmen från förstärkaren går igenom alla element, parallellkopplat = totala strömmen delas upp på elementen.

Effekt, spänning och ström är alltid intimt förbundna eftersom Effekt = Spänning * Ström (P=U*I)

Ofta har man ju en kombination av serie och parallelkopplade element. Vad jag försöker komma åt är att man inte bara kan titta på effektbehovet, utan behöver se just spänning och ström behovet bakom. Spänningsbehovet kanske minskar medan strömbehovet ökar när vi pratar 12, 24, kanske 36 element som delar på effekten.

[carpelux]

Ofta har man ju en kombination av serie och parallelkopplade element. Vad jag försöker komma åt är att man inte bara kan titta på effektbehovet, utan behöver se just spänning och ström behovet bakom. Spänningsbehovet kanske minskar medan strömbehovet ökar när vi pratar 12, 24, kanske 36 element som delar på effekten.

Det som styr fördelningen av spänning och ström vid ett givet effektuttag är den totala resistansen på alla inkopplade element.

Det skiljer sig inte om du har ett, två eller 42 element. Den totala resistansern styr, och blir den hög så finns ett större behov av spänning, vice versa om den totala resistansen blir låg så finns ett större strömbehov. Detta gäller alltså vid samma elektriska effektuttag.

Sen om verkningsgraden på högtalaren påverkas med antalet element vet jag faktiskt inte. Större konarea borde ju kunna medverka till bättre verkningsgrad känns det som rent spontant , men det kan säkert någon mer kunnig på området svara på.

[grafpro]

Det där är ganska egendomliga samband. Om man har en viss verkningsgrad för ett 8 ohms element och kopplar två i serie så blir de ju 16 ohm. Samma spänning ger då halva strömmen, halva påförda effekten. Det mirakulösa är att verkningsgraden för paketet ökar till det dubbla (1% blir 2%, plus 3dB). Halva effekten, dubbla verkningsgraden, i själva verket blir ljudnivån densamma!

Om de båda elementen sitter tillräckligt nära varandra och frekvensen är tillräckligt låg så att fasfel dem emellan inte uppstår, vill säga. Det förklarar hur man kan ha 2,5-vägs system. Vid den frekvens då de seriekopplade baselementen börjar jobba tillsammans blir utmatad ljudenergi ändå densamma trots den högre impedansen.

Om man parallellkopplar två element blir strömmen dubbel för samma spänning och effekten dubbel. Samma mirakulösa dubblering av verkningsgraden uppstår dessutom. Dubbel effekt, dubbel verkningsgrad ger fyra gånger högre ljudnivå (plus 6dB).

Då kan man alltså konstatera att om man serieparallellkopplar fyra element så får man samma impedans men fyra gånger verkningsgraden jämfört med ett enda (plus 6dB)!

Om man serieparallellkopplar tiotusentals element får man en evighetsmaskin med flera hundra procent verkningsgrad.... kanske. Det visar sig inte gå.

Förklaringen är den extremt dåliga verkningsgraden i elementen, typiskt en eller två procent. Med oändligt dålig verkningsgrad får man den beskrivna effekten, och element ligger nära den gränsen. Ju bättre den sammanlagda verkningsgraden är, desto mindre tillskott ger fler element, Man når alltså aldrig 100% verkningsgrad - eller mer.

En vanlig föreställning är nog att stora högtalare med många element kräver en stor förstärkare. Det är alltså i princip tvärtom.

EDIT: Trasslade till det lite genom att blanda verkningsgrad och känslighet men kalla båda verkningsgrad. Nu tror jag det är korrekt.

[Naqref]

Det där är ganska egendomliga samband. Om man har en viss verkningsgrad för ett 8 ohms element och kopplar två i serie så blir de ju 16 ohm. Samma spänning ger då halva strömmen, varje element får halva spänningen och halva strömmen jämfört med ett enda element. Det borde ge en fjärdedels effekt per element och -6dB total verkningsgrad. I själva verket blir verkningsgraden densamma!

Nja, verkningsgraden ökar faktiskt (med 3dB) men känsligheten är densamma (0dB). Parallellkopplar man så ökar verkningsgraden med 3dB (återigen) men känsligheten fördubblas (+6dB). Det gäller att skilja på begreppen.

[Svante]

Det där är ganska egendomliga samband. Om man har en viss verkningsgrad för ett 8 ohms element och kopplar två i serie så blir de ju 16 ohm. Samma spänning ger då halva strömmen, varje element får halva spänningen och halva strömmen jämfört med ett enda element. Det borde ge en fjärdedels effekt per element och -6dB total verkningsgrad. I själva verket blir verkningsgraden densamma!

Nja, verkningsgraden ökar faktiskt (med 3dB) men känsligheten är densamma (0dB). Parallellkopplar man så ökar verkningsgraden med 3dB (återigen) men känsligheten fördubblas (+6dB). Det gäller att skilja på begreppen.

Hehe, jag tror det här var vår första debatt på Faktiskt, 2004 för min del...

[Svante]

Det pratas mycket om Watt, hur mycket effekt man behöver per element etc.

Har man väldigt många element, så har man förmodligen en väldigt hög känslighet och behöver därmed förmodligen inte så mycket effekt per element, men hur är det med strömbehovet per element?

Svaret finns att hämta i formeln I=sqrt(P/Z), där P är effektbehovet och Z är impedansen. Formeln är dels applicerbar på hela systemet om man har ett känt effektbehov P för hela systemet och systemets impedans (hur det nu är ihopkopplat), eller på det enskilda elementet om man har effektbehovet per element respektive elementets impedans.

Hur stort sedan effektbehovet är är en separat fråga.

[grafpro]

Det där är ganska egendomliga samband. Om man har en viss verkningsgrad för ett 8 ohms element och kopplar två i serie så blir de ju 16 ohm. Samma spänning ger då halva strömmen, varje element får halva spänningen och halva strömmen jämfört med ett enda element. Det borde ge en fjärdedels effekt per element och -6dB total verkningsgrad. I själva verket blir verkningsgraden densamma!

Nja, verkningsgraden ökar faktiskt (med 3dB) men känsligheten är densamma (0dB). Parallellkopplar man så ökar verkningsgraden med 3dB (återigen) men känsligheten fördubblas (+6dB). Det gäller att skilja på begreppen.

Huh.... det där blir ofta krångligt. Jag tänkte skilja på begreppen genom att enbart snacka verkningsgrad men det blev trassel ändå. Nåja, jag har editerat inlägget och tror det är korrekt nu.

[Svante]

Om de båda elementen sitter tillräckligt nära varandra och frekvensen är tillräckligt låg så att fasfel dem emellan inte uppstår, vill säga. Det förklarar hur man kan ha 2,5-vägs system. Vid den frekvens då de seriekopplade baselementen börjar jobba tillsammans blir utmatad ljudenergi ändå densamma trots den högre impedansen.

Nja, det där kompliceras ju ytterligare av baffelsteget som gör att man i ungefär samma frekvensområde tappar 6 dB när högtalaren börjar stråla i helrymd i stället för i halvrymd. Jag gissar att du tänkte dig två seriekopplade element, med en kondensator över det ena så att impedansen halveras mot högre frekvenser?

I praktiken kopplar man dem nog i parallell i stället, med en spole i serie med det ena. Den 6 dB ökning man då får mot lägre frekvenser kompenserar då för baffelsteget.

I princip, alltså.

En vanlig föreställning är nog att stora högtalare med många element kräver en stor förstärkare. Det är alltså i princip tvärtom.

Pja...

Verkningsgraden för ett högtalarelement ges av

eta=rho0/(2*pi*c) * (BL)²/Re * Sd²/Mms²

Sista faktorn säger att massan Mms måste öka lika snabbt som konarean Sd om verkningsgraden ska bibehållas. Om konens massa dominerar Mms så får inte konmaterialet göras tjockare när diametern ökar. Det måste det om stabiliteten ska bibehållas.

Ändå brukar större element ha högre verkningsgrad än små, kanske beror det på att större element har kraftigare motorer och att massan Mms inte helt domineras av konens massa.

Sen är det ju så att större element, med sin större talspole tål mer effekt och då kan man ha en större förstärkare. Större element förväntas ju kunna spela starkare än små, och därför kräver de kraftigare förstärkare. Inte för att kunna spela lika starkt, utan för att kunna spela på sin fulla kapacitet.

[Systemdek]

Brukar det inte behövas mer ström om högtalarna har en knepig frekvensgång tack vare filterna om lasten är väldigt induktiv resp kapacitiv?
Det i kombi med låg känslighet?