Перейти к содержимому
Форум журнала практической электроники «Датагор»

Оригинал микро-ПК Raspberry Pi 3 Model B+ (Broadcom 1.4GHz quad-core 64 bit processor, Wifi, Bluetooth, USB)

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км! Охота, поход, торговый центр и т.п.

TrueRMS мультиметр UNI-T UT139A с автодиапазонами

Паяльнник 80W с терморегулятором и LCD-дисплеем, популярные жала серии 900M
titpol

Гелий в акустике

Рекомендованные сообщения

... Но масса газа (гелия) то, на порядок меньше. ...

 

Оценим вклад массы. Когда двигается диффузор вместе с ним движется и какая то часть газа внутри объема колонки (и снаружи тоже) увеличивая массу диффузора.

Газ возле стенок колонки, или в дальнем углу комнаты вместе с диффузором не движется.

Для определенности предположим что вместе с диффузором толкается объем газа примерно равный произведению площади диффузора на его ∅. Тоесть объем сопоставимый с геометрическими размерами динамика. Как с внешней стороны так и с внутренней.

Для динамика 20см этот объем будет приблизительно равен 314*20=6280куб/см или 6.8л. с каждой стороны.

Возьмем воздух плотность 1290гр на кубометр. Воздух добавит к массе диффузора 1280*13.6/1000=17.5гр

Если с одной стороны воздух заменить на гелий плотностью 179гр на куб то получим что вес движущегося газа будет 8.7+1.3=10гр

Вес подвижной системы динамика порядка 20гр.

С воздухом с обоих сторон суммарная масса порядка 40гр. С гелием с одной стороны 30гр.

Масса подвижной системы уменьшается - увеличивается резонансная частота пропорционально квадратному корню из массы.

А если увеличивается резонансная частота, то о каком более низком басе может идти речь?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Ну, в принципе почти всё логично и понятно ... :-)

 

Один момент смущает:

У динамика есть собственная резонансная частота, определяющая нижнюю граничную,

При установке динамика в ЗЯ, резонансная частота системы выше чем собственная динамика,

чем больше ящик, тем меньшее влияние он оказывает на динамик, т.е. чем больше обьём воздуха (газа) сзади, тем ниже граничная (она приближается к собственной динамика).

Что? Лёгкий газ (гелий) в задиффузорном пространстве не "увеличивает" это пространство ?

 

Где то читал (сам не слушал): акустика звучит на НЧ лучше в высокогорье, за счёт понижения нижней граничной частоты в условиях разряженного воздуха, не повышения, а понижения... Но это "слухи" ... :-))))

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Классная тема, давно так не ржал!

Мои пять копеек:

... Коэфициент упругости газа от его плотности (удельного веса) не зависит. Он будет одинаковым и для гелия и для углекислого газа ...

1. Присоединённая к диффузору масса газа не зависит от типа газа внутри ЗЯ: воздух снаружи тот же самый, а внутри ЗЯ газ никуда не перемещается, а только сжимается. Значит, на резонансную частоту влияет только упругость.

2. В гелии скорость звука выше, чем в воздухе, значит звучание такой АС будет "буратинить", вспомните, как звучит голос вдохнувших гелия!

 

... Где то читал (сам не слушал): акустика звучит на НЧ лучше в высокогорье, за счёт понижения нижней граничной частоты в условиях разряженного воздуха, не повышения, а понижения... Но это "слухи" ... :-)))) ...

Так и должно быть! Упругость воздуха в ящике уменьшается, т.к. о 100-процентной герметичности речи нет, значит, меньше растёт резонансная частота АС.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Борис, первый пункт справедлив.

А вот второй, не очень...:-)

Эффект "буратино" не из за скорости звука, а потому, что лёгкий газ не "раскачивает" голосовые связки, ему плотности не хватает...

"Наш случай" :-) несколько другой, мы не диффузор газом "раскачиваем", а газ диффузором... :-)

 

Короче, думается: лучше всего АС будет" звучать " в вакууме..., жаль, что мы её не услышим... :-)))))))

Изменено пользователем titpol

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
... У динамика есть собственная резонансная частота, определяющая нижнюю граничную, При установке динамика в ЗЯ, резонансная частота системы выше чем собственная динамика, чем больше ящик, тем меньшее влияние он оказывает на динамик, т.е. чем больше обьём воздуха (газа) сзади, тем ниже граничная (она приближается к собственной динамика). ...

В №36 я привел расчет для ящика объемом 22.4л. Никто (кроме лени) не мешает его повторить для объема ящика 200л.

Для коробки объемом 22л коэф упругости воздуха равен 2800Н/м и вполне сравним с коэф упругости подвеса динамика. Тоесть воздух удваивает общий коэф упругости и примерно в 1.4 раза повышает резонансную частоту системы.

Для коробки объемом 200л этот коэф будет в 10 раз меньше и добавит всего 10% к общему коэф упругости что повысит резонансную частоту порядка на 5-7% относительно резонанса на открытом воздухе.

... Что? Лёгкий газ (гелий) в задиффузорном пространстве не "увеличивает" это пространство ? ...

Хороший вопрос содержит в себе правильный ответ. В расчете вообще нигде не фигурировала плотность газа.

... Где то читал (сам не слушал): акустика звучит на НЧ лучше в высокогорье, за счёт понижения нижней граничной частоты в условиях разряженного воздуха, не повышения, а понижения... Но это "слухи" .. ...

Зато в расчете фигурировала такая величина как атмосферное давление. Для простоты я его брал 100000. Атмосферное давление равное 760ммртст в паскалях это 101300Па. В горах атмосферное давление будет например 80000. Соответственно снизится и прирост коэф упругости за счет воздуха в ящике и снизится резонансная частота системы - следовательно лучше будут воспроизводиться НЧ.

Так что эти слухи имеют под собой вполне материальное, полностью доказуемое в рамках классической физики и термодинамики основание.

... Короче, думается: лучше всего АС будет звучать в вакууме... ...

Да там объем и форма ящика и газ в нем совершенно не будут влиять на колебательные свойства динамика, которые будут определяться только массой диффузора и жесткостью подвеса

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
... внутри ЗЯ газ никуда не перемещается, ...

Слой газа толщиной 1мм вблизи диффузора перемещается вместе с диффузором, когда он смещается на 5мм, как снаружи ящика так и внутри него. Также происходит и смещение слоя газа расположенного на расстоянии 3мм от диффузора внутри ящика, может только в несколько меньшей степени. Я может неправильно с потолка брал объем этой присоединенной массы воздуха. Для точных расчетов без сложных интегралов учитывающих вязкость газа, скорости движения, форму движущейся поверхности не обойтись. Да в принципе это и не требуется.

Гораздо проще измерить собственную резонансную частоту динамика на открытом пространстве при разных значениях атмосферного давления и вычислить эту присоединенную массу по результатам этих измерений.

Изменено пользователем tank

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

И ещё.... к вопросу об "упругости"... , корректное будет о СЖИМАЕМОСТИ...

Коэффициент сжимаемости ещё называют "коэффициент объемной упругости".

 

Сжимаемость (свойство газа уменьшаться в объёме под воздействием внешнего давления ) ОБРАТНО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА ПЛОТНОСТИ газа !

 

Как с этим быть ? :-). И как это влияет на резонанс АС ?

Выше утверждали, что упругость от типа газа не зависит...:-(

 

Александр (танк), конкретные расчёты АС думаю нет смысла приводить, формулы и графики выведены под стандартное, атмосферное давление....

Мы говорим в принципе, "что будет, если....?".

Что скажете на счёт упругости - сжимаемости ?...

 

ЗЫ. Ссылки не привожу, всё в википедии "сжимаемость"...

Изменено пользователем titpol

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Юра, ты ведёшь переписку с учителем физики :biggrin:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Сергей, нет... Я открыл тему "для поговорить" , для общего развития... :-)...

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Я к тому, что TANk в ВУЗе преподавал... :smile:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
... Сжимаемость (свойство газа уменьшаться в объёме под воздействием внешнего давления ) ОБРАТНО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА ПЛОТНОСТИ газа ! Как с этим быть ? :-). И как это влияет на резонанс АС ? Выше утверждали, что упругость от типа газа не зависит...:-( ...

А и сейчас об этом говорю.

Что такое плотность?

Берем какое то вещество массой М и измеряем объем который оно занимает. Делим первое на второе и получаем плотность.

В ящик объемом 22.4л при нормальных условиях (давление 100кПа, температура 20с*) помещается 4гр гелия, 29г воздуха или 44г углекислоты.

Желающие могут вычислить плотность газа, или посмотреть в справочнике.

Воздух 1.290 (Килограмм / Метр 3)

Гелий 0.179 (Килограмм / Метр 3)

Двуокись углерода 1.980 (Килограмм / Метр 3)

Коэф упругости при нормальных условиях мы уже вычисляли. Получили 2800 Н/м

Теперь берем нашу колонку, засовываем ее в большой рюкзак и тащим на вершину Эльбруса. Там открываем краник и выравниваем давление. Из колонки вышел лишний газ и давление снаружи и внутри стало равным 50кПа. В колонке осталось половина того газа, который там был при давлении 100кПа на уровне моря. Объем колонки не изменился. Делим массу газа в колонке на ее объем и получаем плотность газа в ней.

Цифры будут в 2 раза меньше чем таблице. Можете проверить.

Теперь перекрываем краник, изолируя объем и надавливаем на диффузор чтобы определить какую силу нам надо приложить, чтобы сдвинуть его на 5мм. Оказывается теперь надо приложить усилие не 14Н (138гр) а всего 7 (69гр). Определим коэф упругости разделив силу на смещение. Получим 1400Н/м

Плотность газа уменьшилась в 2 раза и в 2 раза уменьшился коэф упругости.

Залезем с этой колонкой в барокамеру. Накрутим давление 10атм. Теперь чтобы сдвинуть диффузор на 5мм нам надо будет приложить к нему силу уже 140Н И коэф упругости увеличился тоже в 10 раз.

Изменено пользователем tank

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
... Нам это не надо, нам нужна обратная реакция. ...

Какая "обратная" ,Дима ???... мы сжимаем газ (воздух, гелий и т.п....)

 

... Не упругость от типа газа не зависит, а приращение упругости и воздействие этой величины на силу, сжимающую газ. ...

Дим, извини , не пОнял... :sad:

 

... Юра, по вашим исходным условиям, давление внутри и снаружи ящика одинаковы. Т.е вы собираетесь закачать гелий внутрь и уравнять внутреннее и наружное давление. Но тогда гелий будет не в свободном состоянии, а под давлением, равным атмосферному, и следовательно его масса и плотность будут выше, чем у такого же объема гелия в свободном состоянии. Т.е внутри ящика будет гелий, но уже с другими характеристиками. ...

 

Про вежливость в общении не забываем. TANk

Изменено пользователем tank

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Гость
Эта тема закрыта для публикации сообщений.

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу

︽ Наверх страницы ︽
×
×
  • Создать...