Luidspreker

will90

Hallo mensen,

Ik moet voor natuurkunde een z.g.n. EXO maken (practicum met verslag). Ik heb als onderwerp de 'luidspreker gekozen'. Nou heb ik proeven gedaan met 4 verschillende speakers: een speaker voor lage tonen, een speaker voor midden tonen, een speaker voor de hoge tonen en een zelfgemaakte speaker. (zelfgemaakte speaker laat ik er buiten)

Nou zijn er twee dingen die ik niet helemaal begrijp:

Het is logisch dat de lage tonen speaker lagere tonen kan maken, anders zou de speaker niet zo heten. Maar wat is nou precies de oorzaak dat een lage tonen speaker beter is in lage tonen, ook wel lage frequenties?

Daarnaast heb ik per speaker uitgezocht waar het resonantiepunt zat. Zoals ik al verwacht had toont er bij de lage tonen speaker bij een lagere frequentie resonantie op, ook hier ben ik benieuwd naar de oorzaak.

Ik veronderstel zelf dat het te maken heeft met het oppervlakte van de speaker (conus), die voor een verandering in golflengtes zorgt.

Ik hoop dat jullie mijn vragen kunnen beantwoorden.

M.v.g.

William

Jan van de Velde

will90 schreef:Het is logisch dat de lage tonen speaker lagere tonen kan maken, anders zou de speaker niet zo heten. Maar wat is nou precies de oorzaak dat een lage tonen speaker beter is in lage tonen, ook wel lage frequenties?

Daarnaast heb ik per speaker uitgezocht waar het resonantiepunt zat. Zoals ik al verwacht had toont er bij de lage tonen speaker bij een lagere frequentie resonantie op, ook hier ben ik benieuwd naar de oorzaak.

Ik veronderstel zelf dat het te maken heeft met het oppervlakte van de speaker (conus), die voor een verandering in golflengtes zorgt.

Veronderstelling correct.

Pak eens een satehstokje en beweeg dat enkele keren per seconde heen en weer.

Probeer hetzelfde met een bezemsteel........

Het valt helemaal niet mee om een groot voorwerp snel te laten trillen. Bij geluid betekent een hoge frequentie een hoge toon. Dus zoek je voor het veroorzaken van een hoge toon een voorwerp dat je met hoge frequentie kunt laten trillen. Een kleiner voorwerp (kleinere speaker) kan dat beter dan een groter.

will90

toonhoogte is het aantal trillingen per seconden, ook wel frequentie. Omdat een kleine speaker een kleinere conus heeft is het makkelijker om de conus in beweging te brengen, dus meer trillingen per seconde, dus freqentie hoger, dus hogere toon? (t.o.v. een speaker met een grotere conus)

Maar nou weet ik nog niet helemaal precies waarom de lage tonen speaker bijvoorbeeld bij een frequentie van 50 hz meer geluid maakt dan wanneer de hoge tonen speaker op 50 hz staat.

Jan van de Velde

Misschien omdat die grotere bij elke heen-en-weerbeweging meer lucht tegelijk verplaatst??

will90

meer lucht verplaatsten is dus hetzelfde als meer geluid? hogere geluidssterkte?

Jan van de Velde

Zo mag je het ongeveer wel stellen ja.

will90

Nou vroeg ik me af wat het amplitude met het verhaal te maken heeft. Ik ken de betekenis van het begrip maar het verband tussen lage frequenties en hoge frequenties en de amplitude begrijp ik niet.

Een lage tonenspeaker is beter in staat om trillingen te veroorzaken met een lage frequentie, maar wat is de rol van de amplitude daarbij? Klopt het dat lage tonenspeakers bij lagere frequenties een hoger Decibel kunnen halen (dus dat de amplitude hoger is), dan wanneer je een hoge tonenspeaker met dezelfde lage frequentie laat trillen?

Jan van de Velde

weinig geduld wil ik het niet noemen, eerder weinig tijd.

Da's niet alleen jouw probleem, en ik denk niet dat iemand er zenuwachtig van wordt.

Blijkbaar heb ik de verkeerde indruk gekregen dan, ik dacht dat er meerdere mensen antwoord gaven op topics, wist niet dat er jij de enige was die mijn topic behandelt.

Nee hoor, iedereen die zin heeft kan inspringen, en zal dat ook doen als hij/zij daar ook nog tijd voor heeft. In de huisregels had je overigens kunnen lezen dat "bumps" niet toegestaan zijn:

Niet toegestaan zijn....

De volgende punten worden niet toegestaan op dit forum. Indien je dit wel doet, zullen maatregelen worden getroffen (lees meer).

Discriminerende / racistische / beledigende of denigrerende taal

Informatieverzoek over de productie van explosieven, drugs of giftige stoffen (lees meer)

Verzoeken om hulp bij persoonlijke medische of psychologische problemen - de huisarts of een andere passende instantie helpen je beter (zie bijsluiter medisch forum)

Illegale uitingen of verzoeken hierom (bijvoorbeeld hoe je films moet downloaden (lees meer)

Openbaar maken van persoonlijke berichten (pb's) - ze zijn niet voor niets persoonlijk aan je verstuurd, dus deze dienen nooit (zonder expliciete toestemming) openbaar te worden gemaakt (niet op dit forum noch elders)

E-mailadres in posts (zie "Respecteer medegebruikers" hieronder)

Crossposting ofwel hetzelfde bericht in meerdere categorieën plaatsen

Bumpen - een eerdere post opnieuw onder de aandacht brengen zonder verdere toevoeging

........

Nou zijn de moderatoren hier gelukkig niet van die slotjesslepers, maar het is en blijft niet netjes om zo dringend om aandacht te vragen.

Maar als je tijd hebt zou ik het erg op prijs stellen als je even naar mijn volgende probleem zou kijken!

Komt vanavond nog wel in orde denk ik.

will90

Alvast bedankt dan maar!

DePurpereWolf

de amplitude is verbonden aan de fysische mogelijlheid voor de speaker om te bewegen, dus een grote lage tonen speaker kan hoger amplitudes genereren gewoon omdat de omvang groter is. Een diameter van 10 cm, kan zonder problemen 2 cm in het midden bewegen, terwijl een tweater van 3cm dat natuurlijk niet kan voordat het vel gaat trekken en scheuren.

Natuurlijk heb je bij hogere frequenties ook meer kracht nodig, een tweater van 10kHz gaat 100 keer zo snel als een bass-box met 100Hz. De versnelling is dus ook 100 keer zo groot en kracht is massa maar versnelling.

will90

mensen tot nu toe erg bedankt voor jullie hulp ik heb er echt veel aan gehad

maar nu mijn volgende vraag. waar heeft het mee te maken dat het resonantiepunt van een lage tonenspeaker lager ligt dan die van een hoge tonen speaker. Waarom bereikt de ene speaker de 'eigenfrequentie' bij een lager hertz dan de ander?

will90

aangezien ik niet weet hoe ik posts moet aanpassen na ze gepost te hebben doe ik het maar via een nieuwe.

Het feit dat speakers met grotere conussen die lagere tonen kunnen genereren hebben een lager resonantiepunt. Dit zal hoogstwaarschijnlijk weer te maken hebben met de grote/oppervlakte/massa van de conus/speaker?

Als er resonantie optreed bij een speaker, ontstaan er dan ook staande golven? Ik heb een site gevonden maar weet niet precies of wat er op de site staat uitgelegd ook plaats vind bij speakers.

Staande golven

E.Desart

will90 schreef:Het feit dat speakers met grotere conussen die lagere tonen kunnen genereren hebben een lager resonantiepunt. Dit zal hoogstwaarschijnlijk weer te maken hebben met de grote/oppervlakte/massa van de conus/speaker?

Als er resonantie optreed bij een speaker, ontstaan er dan ook staande golven? Ik heb een site gevonden maar weet niet precies of wat er op de site staat uitgelegd ook plaats vind bij speakers.

Staande golven

Staande golven zijn in feite resonanties. Resonanties zijn niet noodzakelijk staande golven (massa-veer systemen).

Soms zijn hier verwoedde discuties over, maar ruwweg in akoestiek kan je deze in veel gevallen als synoniem gebruiken.

Als je praat over resonanties in luidsprekers, ben je al direct over verschillende dingen bezig.

1) Plaat en membraan resonaties (zijn staande golven resulterend in staande golf interferentie patronen)

Je hebt de resonanties binnen de cone zelf, die eigenlijk bepaald worden door de golven die in het materiaal zelf tegen de kanten (niet dikte, maar randen) reflecteren en zo een staande golf patroon gaan vormen.

Men noemt dit ook paneel/membraan modes en modaal gedrag.

Voor platen werd dit bestudeerd door Ernst Chladni

http://en.wikipedia.org/wiki/Ernst_Chladni

Dergelijke patronen worden bepaald door de geluidsnelheid in het materiaal zelf (hier komt dikte en elasticiteitsmodulus bij kijken), de inklemming, en de maatvoering.

Als je op het net naar "Chladni Patterns" zoekt kom je zeer mooie dingen tegen.

Dit is een video:

http://www.youtube.com/watch?v=aKZxZpuqTUs (er zijn er meerdere van dergelijke op youtube)

2) Resonanties en staande golven algemeen (in al wat je via deze pagina vindt zijn staande golven = resonanties)

http://www.isvr.soton.ac.uk/SPCG/Tutorial/...ING-summary.htm

Bekijk de diverse sublinks: Al wat je ziet zijn staande golven gelijk aan resonanties.

3) Massa-veer systemen met één of meerdere vrijheidsgraden.

Hier verwijs je niet naar staande golven maar stijfheidsconstanten of dynamische stijfheid.

Elk lichaam vertoont (min of meer gedempt) resonantie frequenties. Dit zijn meestal wel staande golven. Laat een sweep (frequenties van laag naar hoog) luid genoeg in je huiskamer spelen, en het een na het ander object zal beginnen rammelen of trillen (zit maastal in het laag).

Echter complexe systemen die met elkaar verbonden zijn gaan complexere resonantie fenomenen veroorzaken.

Dit geld ook voor je speakers die samengestelde units zijn. Het gaat tever om hier diep op in te gaan.

Gewoon als grapje hoe dergelijke systemen kunnen gemodeleerd worden:

http://img106.imageshack.us/img106/1945/mdof001x2wc5.png

En wat er gebeurt als dergelijke systemen op hun resonantiefrequentie aangestoten worden:

http://img106.imageshack.us/img106/595/mdof002x2cf5.png

4) The resonantiefrequentie van de luidsprekerbox zelf

De cone van de woofer gaat lucht comprimeren in de luidsprekerkast. Dit werkt evengoed als een massa-veer systeem dat eigenresonatie(s) gaat vertonen.

Om deze resonantie lager te krijgen moet je die veer verzwakken, wat overeenkomt met het vergroten van het luchtvolume, of het kortsluiten van dit luchtvolume met de buitenomgeving (die vent(ilation) opening in de luidsprekerkast. Deze resonantiefrequentie is gewoonlijk erg bepalend in het laagfrequent bereik van de luidspreker.

Ook het toevoegen van absorptiemateriaal in deze kast zal deze resonantiefrequencie verlagen (indien stromingsweerstand +/- optimaal is)

Er is software (zelfs freeware) om deze resonantie te berekenen, wat dan weer gerelateerd is aan Helmholtz resonators, die ook een massa-veer systeem zijn.

5) En dan heb je de resonantiefrequenties van de ruimte zelf (room modes) die zéér bepalend zijn in de weergave van de muziek in kleine ruimtes. Deze resonanties zijn wéér staande golven. (zoals in lichamen, membranen, platen zelf).

a. Dergelijke dingen kunnen berekend worden met analytische formules voor eenvoudige balkvormige ruimtes:

http://img213.imageshack.us/my.php?image=roommodes02cv9.gif

De individuele staande golfpatronen zien er dan uit als in 2).

b. Of door een numerische benadering als bijvoorbeeld BEM of FEM (Finite element method) voor complexe situaties:

http://img518.imageshack.us/img518/9896/fem4436hzcs7.jpg

Misschien kan je met deze dingen al wat doen.

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

Om letterlijk op je vraag te antwoorden:

Als er resonantie optreed bij een speaker, ontstaan er dan ook staande golven?

Als je naar de resonanties in de cone verwijst zijn staande golven synoniem met de resonantie.

Als je naar de totale speaker verwijst wordt het een combinatie van ....

Als je naar de luidspreker zelf verwijst is het natuurlijk ook een combinatie, maar met als dominante factor de resonantie van luidsprekerkast met ventilatieopening wat dan weer een massa-veer systeem is berekend met Helmholtz princiepes.

Als je naar de ruimte zelf gaat trigger je de resonantiefrequenties van de ruimte die dan weer staande golven zijn.

Toch een belangrijke toevoeging aan voorgaande bijdrages.

Een woofer moet evenzeer groter zijn dan een tweeter omdat de laagfrequente golflengte veel groter is, en een golf ook een pseudo breedte heeft gelinkt aan de golflengte.

Lage frequenties gedragen zich als een golffront (wave behavior), terwijl hoge frequenties zich als stralen (ray behavior) gedragen.

Lage frequenties zien bijvoorbeeld objecten veel kleiner dan de golflengte als amper bestaand.

Zo zal de traditionele geometrische acoustiek (de pingpongbal reflectie), in geldigheid afnemen naargelang de reflecterende of diffuserende objecten klein worden in functie van de golflengte.

Eric

PS Ik heb geen Nederlandstalige spelchecker actief.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Luidspreker

Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker

Re: Luidspreker