Як працює сабвуфер
Зараз багато всяких статей, в основному вони або переведені з англійської (найчастіше, людьми не компетентними в конструкції сабвуферів) або написані любителями. Я ж пропоную вам свою точку зору, точку зору інженера-практика, людини який розробив цілу лінійку високоефективних, надпотужних сабвуферів, своїми руками зібрав понад 200 сабвуферів. Понад 100 з них, легендарні UFO. Лише один сабвуфер порівняємо з UFO.4 в «потужності» мотора, в усьому світі. В даний час, мої сабвуфери надійшли в серійне виробництво під брендом Pride caraudio.
Так як же це працює? Почнемо з головного.
Найголовніша частина сабвуфера це звичайно мотор, і це саме та частина, якої я вважаю головною і приділяю багато часу. Мотор включає в себе магнітну систему і котушку. На даний момент я зробив більше 20 різних конструкцій моторів в більш ніж 40 модифікаціях, що відрізняються деталями, такими як зазори, пасивні та активні концентратори поля, короткозамкнені витки (кільця Фарадея), різні матеріали магнітів і багато іншого. Але чому ми називаємо це мотором? По тому, що він штовхає дифузор, який в свою чергу створює звукову хвилю. Мотор, це і є електрична машина, як електродвигун, тільки електричну енергію він перетворює в зворотно-поступальний рух, а не в обертання. Саме тут і криється один з головних міфів, він говорить «КПД динаміка менше 1%, і 99 +% виділяється в котушці у вигляді тепла. Це робить динамік близьким праски ». Але ККД електродвигуна перевалює за 70%, а у технологічних двигунів за 90%. Так чому ККД динаміка такий малий? По тому, що це акустичний ККД, тобто менше відсотка йде в звук, а ККД мотора динаміка цілком порівнянний з ККД електродвигуна. Скільки потужності йде в тепло звукової котушки, думаю розрахувати не важко, відсотків 20-40, і залежить це від ефективності перетворення енергії, від ефективності цього мотора. Тобто, мотор динаміка визначає його ефективність.
Ми розібралися, що мотор потрібен сабвуферу, щоб штовхати дифузор. Як і в автомобілі, в сабвуфере мотор задає його характеристики, ніж мотор ефективніше і могутніше, тим характеристики вище. Різниця в тому, що в автомобілі нам не так важлива ефективність, нас більше хвилює потужність. У сабвуфере, ефективність важливіше, адже неефективного сабвуферу потрібен потужний підсилювач, потужному підсилювача потужне харчування, а це дорого і часом дуже важко.
Давайте просто відкинемо нудні правила «На провідник, поміщений в магнітне поле ...». Все просто F = BLI * де F - сила діє на котушку (яка приводить в рух дифузор) B - індукція в зазорі, що діє на провідник, L - довжина провідника, I - струм, поточний через провідник. Ми бачимо, що просто збільшуючи BL, ми можемо створити велику силу при постійному струмі. Даємо стільки ж, а отримуємо більше. Значить, ефективний мотор це мотор, який має багато індукції в зазорі, в якому поміщається провід великої довжини, і великого перерізу, щоб пропустити багато струму. Все просто, потрібно зробити великий магніт високої якості, оптимізувати концентрацію магнітного поля в зазорі, за рахунок конструкції муздрамтеатру і засунути багато товстого дроту в зазор. Але великий магніт високої якості дорого коштує. А в звичайний зазор влазить або мало товстого дроту або багато тонкого, що, в кінцевому рахунку, одне, і теж в плані ефективності, так як багато тонкого дроту дадуть високий опір, і не великий струм при заданої потужності. Якщо збільшимо зазор, ми втратимо індукцію. Тут-то нам і потрібні інженерні рішення, які дозволяють максимально ефективно використовувати магніти і створювати ефективні мотори.
Просунутим відомо, що ефективність мотора визначається як (BL) ^ 2 / Re **, де Re опір котушки постійному струму. Отже, розглянемо 2 реальних мотора мають однаковий зовнішній габарит магніту і котушку 2,5 "з однаковою висотою намотування, опір 2 + 2. Перший має 12мм висоту зазору, при діаметрі дроту 0,65 мм, ми отримуємо 74 витка в зазорі. Другий мотор (Pride LC) має зазор висотою 14мм, при діаметрі дроту 0,65 мм, ми отримуємо 86 витків в зазорі. Середня довжина одного витка для котушки 2,5 "0,214м, намотування в 4 шари. Значить, перший мотор має 15,8м дроти в зазорі, LC 18,4 м. Тепер виміряємо індукцію, SA 0,65Тл, LC 0,8Тл. Підсумок розрахунковий BL ^ 2 / Re для першого 26,4 ***, для другого 54.2 ***. Так само ми можемо порівняти розрахунковий BL так як котушки однакові по опору. Це 10,27 *** для першого і 14,72 *** для другого. Як ми бачимо різниця 42%. Це серйозний плюс до ефективності мотора сабвуфера, він буде краще перетворювати електричну енергію в рух дифузора, менше виділяти тепла на котушці і мати більш високу чутливість. Беручи до уваги, що магнітні системи мають рівний зовнішній діаметр магніту, ми можемо встановити, що друга магнітна система більш технологічна, ніж перша. При її розробці і виготовленні використані якісніші і дорогі матеріали, зроблено більше роботи по створенню магнітного поля і його концентрації в зазорі.
Заздалегідь дякую всім за поширення цієї інформації!
* Провідник перпендикулярний магнітному полю.
** Об'єктивне порівняння може бути тільки при однаковому лінійному ході.
*** Фактичні значення пропорційно вище в обох випадках.
