Prąd i siła. Głośniki niskotonowe

Audio, zespoły głośnikowe

 

W sprawie dużych głośników niskotonowych panuje ciekawa niekonsekwencja. Nie jest to nawet spór, bo większość jest gotowa uznawać obydwa "fakty", skupiając się na tym, który jest wygodniejszy w danej sytuacji. Pierwszy z nich w zasadzie nie potrzebuje cudzysłowu, bo też faktem jest - większe głośniki mają wyższą efektywność. Nie jest to żelazna reguła, bowiem o efektywności decyduje więcej parametrów, niż tylko powierzchnia membrany, jeżeli jednak w określonych proporcjach powiększymy wszystkie elementy głośnika, efektywność wzrośnie.

Pośrednio dowodzi tego sytuacja: gdy jeden głośnik zastąpimy dwoma, efektywność takiego zespołu wzrośnie o 3 dB (czułość zwykle wzrasta nawet o 6 dB, ale dlatego, że zwykle dwa głośniki o określonej impedancji łączymy równolegle, a wtedy i prąd płynie dwa razy większy, wydziela się dwa razy większa moc, co daje kolejne 3 dB).

Duże i "proporcjonalne" głośniki niskotonowe są jednak drogie, wymagają dużych obudów (wielkość obudowy też musi rosnąć proporcjonalnie), czym sprawiają też kłopot estetyczny. Mimo to ci, którzy szczególnie potrzebują wysokiej efektywności, a więc użytkownicy wzmacniaczy lampowych, często decydują się na takie rozwiązanie, mające zresztą poparcie w historii sprzętu Hi-fi- dawniej wzmacniacze miały mniejsze moce, a głośniki były większe. Jakoś to grało, a według niektórych - lepiej niż dzisiaj...

I tutaj następuje wolta. Pojawia się jeszcze bardziej rozpowszechniona opinia, że duże głośniki są "trudniejsze do napędzenia", potrzebują "więcej prądu" itp. Określenia te mają gdzieś swój sens, ale są zwykle stosowane w sytuacjach tylko pozornie mających związek z "wydajnością" i "prądem". "Prąd" znowu biorę w cudzysłów, jak wcześniej "fakty", bo chociaż prąd jest zjawiskiem, a także parametrem fizycznym, to w języku audiofilskim stał się wytrychem, wycierają nim sobie gębę, a zwłaszcza klawiaturę, ci, którzy zwykle nie znają prawa Ohma.

Nie znał go i Newton (żył przed Ohmem i Amperem), więc się prądu nie czepiał. Proponuję nie używać słów, których znaczenia nie znamy, bo głupio wychodzi.

Sprawa prądu to sprawa impedancji (głośnika) i napięcia (na zaciskach wzmacniacza); wzmacniacz "nic nie wie" o wielkości głośnika; "wymagający" może być malutki głośnik (o bardzo niskiej impedancji), a bardzo duży (o wysokiej impedancji) - jak ciastko z kremem. Tak czy inaczej, moc elektryczna dostarczona do większego głośnika, jest sprawniej zamieniana na moc akustyczną, niż dostarczona do mniejszego (o czym wzmacniacz też "nic nie wie"; wie tylko system pomiarowy i nasz słuch).

Ale lekcja się już kończy, a Newton czeka. Inaczej formułowanym zarzutem pod adresem dużych głośników jest to, że na skutek dużej masy ich membran są "wolniejsze" od małych głośników. To ważny, ale odrębny, właśnie "niutonowski" aspekt sprawy; żeby go zrozumieć, nie trzeba znać prawa Ohma! Trzeba "tylko" przypomnieć sobie drugą zasadę dynamiki: F = m x a. Co my tu mamy?

Siłę, masę i przyspieszenie. Autorom mówiącym i piszącym o "szybkich" głośnikach, chodzi zapewne o przyspieszenie. Jak widać, jeżeli siła jest stała, to zwiększenie masy zmniejsza przyspieszenie ("pogarsza szybkość"). Faktycznie, jeżeli zwiększymy masę membrany danego głośnika, czy to poprzez zmianę jej materiału, pogrubienie, czy również teoretyczne zwiększenie powierzchni - ale bez zmian w pozostałych elementach głośnika - przyspieszenie będzie proporcjonalnie niższe. Ale kto powiedział, że siła nie może ulec zmianie?

"Wystarczy" proporcjonalnie zwiększyć siłę, aby zrekompensować wzrost masy i utrzymać żądane przyspieszenie; można zresztą siłę zwiększać niemal dowolnie, uzyskując dowolne "przyspieszenia" głośników dużych i małych. A od czego zależy siła w konstrukcji głośnika? Przede wszystkim od "siły" układu napędowego - od indukcji magnetycznej w szczelinie, w której porusza się cewka, i od długości uzwojenia cewki, będącego w tej szczelinie (współczynnik siły B x l).

Przy takiej samej cewce, jeżeli indukcja jest wyższa, powstaje większa siła, zdolna nadawać wyższe przyspieszenie poruszanej przez nią masie. Większa indukcja to droższy układ magnetyczny, ale to oczywiste, że głośniki niskotonowe wysokiej jakości mają układy magnetyczne "proporcjonalne" do swojej wielkości (i masy membrany). Nie wszystkie duże głośniki są "szybkie". Tak jak i małe.

Nie wiedząc nic o ich "napędach" i parametrze B x l, a wypowiadając się na temat "szybkości" (prawidłowo - przyspieszenia), sądzimy je tak, jakbyśmy nie wiedząc, jaki jest silnik pod maską samochodu, oceniali: "ile do setki". Co więcej, jeżeli współczynnik B x l jest niski, to żaden prąd tego nie zmieni - nie poprawi odpowiedzi impulsowej.

Andrzej Kisiel

Live Sound & Installation październik 2019

Live Sound & Installation

Magazyn techniki estradowej

Gitarzysta listopad 2019

Gitarzysta

Magazyn fanów gitary

Perkusista listopad 2019

Perkusista

Magazyn fanów perkusji

Estrada i Studio listopad 2019

Estrada i Studio

Magazyn muzyków i realizatorów dźwięku

Estrada i Studio Plus listopad 2016 - styczeń 2017

Estrada i Studio Plus

Magazyn muzyków i realizatorów dźwięku

Audio listopad 2019

Audio

Polski przedstawiciel European Imaging and Sound Association

Domowe Studio - Przewodnik 2016

Domowe Studio - Przewodnik

Najlepsza droga do nagrywania muzyki w domu