Correlatie tussen metingen en klank

[b_force]

energie verliezen gaan enkel zitten in spoel (die al genoemd werd), ophanging en wellicht nog wat energie verlies in de magneet door eddy currents.

Energie verlies door ophanging (mechanische verliezen) lijken me nagenoeg minimaal. De overige twee zullen denk ik significant een veel grotere bijdrage hebben.
Overigens veranderd de warmte mee met de stroom, of te wel sinusvormig. Aangezien we het ook (zeer) laag frequent hebben, zal dat ook nog wel meevallen.

[dekkersj]

Wat en waar er precies aan warmte verloren gaat, kan ik zo uit mijn model halen. Ik heb het zo opgebouwd dat dat eenvoudig eruit getrokken kan worden. Ik heb het totnutoe nog nooit gekwantificeerd.

Groet,
Jacco

[jeroen_d]

Je zit helemaal goed Jacco, volgens mij. Leuk dat je weer mee doet!

Ik heb nog eens naar die metingen van Gerard gekeken. Initieel was de weerstand bij hem 6,38 ohm, bij zijn eerste meting met 1V.
Toen hij er 6 Volt op zette, was de weerstand initieel 6,51 ohm. Dat is al meteen een temperatuurstijging van 5 graden. Na een tijdje wachten is de weerstand 7,08 ohm en dan is de spreekspoel 28 graden warmer geworden. Met 6V en 87dBSPL/2,83V van de AL130 praat je dan over een geluidsdruk van 94dB. Als je een beetje lekker speelt zijn de pieken veel hoger. Bedenk dan ook nog dat Gerard alleen het verschil in elektrisch vermogen aangeeft, dat is in het ergste geval -0,72dB. Maar zoals ik opmerkte, dat geeft het dubbele verlies aan geluidsdruk van -1,44dB.
Hoe snel zijn de initiele temperatuurwaardes als je naar 24V gaat, dat snelle pieken van tegen de 104 dB gaat vertegenwoordigen en waarbij de spreekspoel 16x zo veel vermogen moet verwerken?

[bertor]

Het vermogen in de spoel dat wordt gedissipeerd is I^2*R. R is daarbij afhankelijk van de temperatuur (1). Je moet dus de temperatuur weten.

Dat gedissipeerde vermogen wordt opgeslagen in de thermische massa van de spoel, de massa koper dus. De specifieke warmte van koper is 385 J/kg.K (2). Het vermogen integreren, dan kun je via Q = m*cp*dT de temperatuur bepalen.

Verder is er een warmteoverdracht van de spoel via de air-gap naar de magneet. Misschien gewoon de warmteoverdrachtscoefficient van lucht (3) en de afmetingen van de spleet hiervoor gebruiken.

(1) http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_resistivity
(2) http://en.wikipedia.org/wiki/Specific_heat_capacity
(3) http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_conductivity

[fluppie]

Delta R = R * a * Delta T
Dus Rbij bepaalde temp = R + ( R * a * Delta T )

a: temperatuurcoëfficiënt (0,00403 K-1 voor aluminium; 0.00393 K-1 voor koper )

Voorbeeld:
Voor een 4 ohm speaker met Rdc van 3.3 ohm en een delta T van 130°
Ik heb geen idee of die 130° realistisch, ik zie dat als een waarde tijdens een piek.
3.3 + 3.3 * 0.00403 * 130 = 5,03 ohm
Dat lijkt mij toch een groot verschil in gelijkstroomweerstand !

Misschien moeten we impedantiemetingen e.d. doen op erg hoge volumes, zeg maar tegen de Xmax van de speaker aan ?

[Pjotr]

Hmm, een klein zijsprongetje: P = I^2 x R. Oftewel de warmte ontwikkeling gaat kwadratisch met de stroom. Indien zou blijken dat die warmteontwikkeling momentaan over een sinus van invloed is, evt. bij woofers, dan levert dat een 2e harmonische op.

[dekkersj]

Daar kan ik me inderdaad wel iets bij voorstellen.

Groet,
Jacco

[Henkjan]

In feite zou je er dus een model van kunnen opstellen als je de warmteoverdracht kent. De spreekspoel dissipeert een (groot) gedeelte van de toegevoerde energie, zo ook andere onderdelen. Heeft iemand daar al eens over nagedacht?

iirc is er in lspcad een optie om de temp stijging van de spreekspoel mee te nemen in de sim

[GerardJ]

Ik heb nog eens naar die metingen van Gerard gekeken. Initieel was de weerstand bij hem 6,38 ohm, bij zijn eerste meting met 1V.
Toen hij er 6 Volt op zette, was de weerstand initieel 6,51 ohm. Dat is al meteen een temperatuurstijging van 5 graden. Na een tijdje wachten is de weerstand 7,08 ohm en dan is de spreekspoel 28 graden warmer geworden. Met 6V en 87dBSPL/2,83V van de AL130 praat je dan over een geluidsdruk van 94dB. Als je een beetje lekker speelt zijn de pieken veel hoger. Bedenk dan ook nog dat Gerard alleen het verschil in elektrisch vermogen aangeeft, dat is in het ergste geval -0,72dB. Maar zoals ik opmerkte, dat geeft het dubbele verlies aan geluidsdruk van -1,44dB.

Hier horen een paar opmerkingen bij. De startweerstanden zijn bepaald op basis van de aangegeven ingangsspanningen. Echter de ingangsspanningen waren niet zo exact zoals aangegeven, dus 6.00 V kan ook wel 5.96 V geweest zijn. De toename van de weerstand tot een redelijk stabiele eindwaarde voor een bepaalde spanning is wel in verhouding. Dus de relatieve stijging tussen de spanningen kan wel vergeleken worden maar vergelijken op basis van de absolute waarden is niet heel nauwkeurig. Verder had ik de compressie al aangepast, de waarden in de tabel gelden voor akoestisch vermogen (20*log10(R0/R1).

[jeroen_d]

Ok, points taken.

Maar het lijkt me wel correct dus dat je de spreekspoel al aardig aan het opstoken was, ik schat toch al tot ruim 40 graden Celsius met slechts 6V.

[jeroen_d]

Hmm, een klein zijsprongetje: P = I^2 x R. Oftewel de warmte ontwikkeling gaat kwadratisch met de stroom. Indien zou blijken dat die warmteontwikkeling momentaan over een sinus van invloed is, evt. bij woofers, dan levert dat een 2e harmonische op.

Geddes geeft ook toe dat als het de golfvorm kan volgen dat het niet-lineaire vervorming oplevert. Maar het zou me niets verbazen als het toch allemaal net wat langzamer gaat en dat deze lineaire vervorming door thermische compressie ook hoorbaar is (als het tenminste optreedt, wat nog steeds niet afdoende aangetoond is). Behalve van percussie zit de snelle dynamiek het meest in de orde van zo'n 50msec, kijkende naar de omhullende van wat samples.

[GerardJ]

Ok, points taken.

Voor de 6V meting daalt hiermee de akoestische compressie tot 0.72 dB zoals in de tabel aangegeven i.p.v. de 1.44 dB, die jij aangeeft.

Maar het lijkt me wel correct dus dat je de spreekspoel al aardig aan het opstoken was, ik schat toch al tot ruim 40 graden Celsius met slechts 6V.

Jazeker, maar dan wel met een continue 6W en zonder wapperkoeling (gelijkstroom).
Ik denk trouwens dat de wat hogere startwaarde bij de 6 V meting wel eens veroorzaakt kan zijn door de restwarmte van de voorgaande 5V meting.

[Martijn M]

Zo, bijna een jaar verder. Heeft iemand nog nieuwe dingen ontdekt m.b.t. thermische compressie, of de correlatie tussen metingen en klank in bredere zin?

[jeroen_d]

Nee, maar na de meting van Gerard geloof ik niets meer van het verhaal van Geddes over thermische compressie.