Technische vraag

[K0L3N]

Ik ben op het moment met een profielwerkstuk over luidsprekers bezig, en als onderdeel daarvan hebben ik een meting gedaan waarbij ik ervan uitging dat een speaker niets meer is dan een spoel, met een weerstand en een reactiontie.

Nadat alle metingen zijn gedaan en ik de waardes heb uitgerekend bleken deze niet te kloppen, ik heb toen voor de zekerheid dit nog een paar keer gedaan maar het bleef niet kloppen.

Mijn vraag is nu, waarom klopt het niet, is dit omdat ik een onderdeel over het hoofd heb gezien? (nog een spoel of zo?) of heeft het iets te maken met inductie? (er beweegt een spoel langs/in een magneet)

[HvB83]

Niet dat ik je inhoudelijk kan helpen bij het beantwoorden van je vraag, maar als je van de experts wat hulp wilt hebben, moet je wel wat meer achtergronden geven van welke metingen en hoe je die precies hebt verricht, wat de uitkomsten waren en waarom je andere uitkomsten had verwacht.

[lier]

Aangezien je met wisselspanning werkt zal je niet van weerstand maar van impedantie uit gaan.

Profielwerkstuk duidt op dat je een school/studie doet.
Afhankelijk van welk type opleiding je doet lijkt het me verstandig om eens goed de boeken in te duiken.

[Seers]

Je kunt een speaker in een doos elektrisch als volgt weergeven:



Waarbij je Rel, Cmep en Lceb kan weglaten als je geen doos gebruikt. Overiegns zijn de waarden compleet arbitrair gekozen hier.

De Le kun je meten door een inductiemeter eraan te zetten, en de Re door de gelijkstroomweerstand te meten.
ws = 2 * pi * fs
Cmes = Qes / (ws * Re)
Lces = 1 / ((ws²)*Cmes)
Res = Qms / (ws * Cmes)

Edit23: wát heb je eigenlijk uitgerekend? Overigens is het wel zo dat de inductie van een speaker afneemt in frequentie door back-emf zoals dat heet. Door kortsluitringen toe te passen kun je weer de Le op een behoorlijk gebied laag houden, waardoor je driver "sneller" wordt. Als je dit interessant vindt moet je eens kijken naar AIC van 18sound. http://www.eighteensound....nologies/products/aic.pdf

[ Voor 92% gewijzigd door Seers op 05-02-2010 14:21 ]

[_Silencer]

Op google naar wat papers zoeken. Zijn wel meerdere benaderende modelen te vinden voor luidsprekers.

Daarbij vergeet niet dat een luidspreker ook een mechanisch instrument is (verplaatsing). Mechanische weerstand van de lucht, membraan, rubber,... zullen een extra belasting vormen voor de elektromagneet. Ik weet niet hoe percies je model moet zijn, maar als je niet wel spelen met een mooie differentiaalvergelijking zou ik aanraden om bij een sinusvorming signaal te blijven (zie complexe getallen; wisselspanning netwerken).

Een van de eerste hits http://olfac.univ-lyon1.f...ters/7-3-RomainRavaud.pdf.

Ik vrees dat het allemaal niet zo simpel zal zijn

[K0L3N]

Ik zit op 6vwo, dus al te technisch onderbouwd is het allemaal niet, de meting is op aanraden van mijn profielwerkstukbegeleider (natuurkundeleraar) gedaan, en heel simpel: een speaker aan een toongenerator met een voltmeter en amperemeter. Ik dacht al dat het niet helemaal kon kloppen wat hij zei, maar ik weet niet helemaal wat het wel is.

Zal ik de zelfinductie dan maar opgeven als reden dat het niet klopt?

[ Voor 9% gewijzigd door K0L3N op 05-02-2010 14:43 ]

[Seers]

K0L3N schreef op vrijdag 05 februari 2010 @ 14:40:
Ik zit op 6vwo, dus al te technisch onderbouwd is het allemaal niet, de meting is op aanraden van mijn profielwerkstukbegeleider (natuurkundeleraar) gedaan, en heel simpel: een speaker aan een toongenerator met een voltmeter en amperemeter. Ik dacht al dat het niet helemaal kon kloppen wat hij zei, maar ik weet niet helemaal wat het wel is.

Maar wat doe je dan met die voltmeter en amperemeter? Wat zijn de instellingen van je toongenerator?

Ik weet niet wat voor een speaker je hebt maar de de weerstand kun je uitrekenen door de functiegenerator op 0 Hz (of iets heel dicht in de buurt) te zetten. Als je daarna de impedantie (dus Sqrt(reactantie²+weerstand²) meet op 1000 Hz zou je toch behoorlijk dicht in de buurt van de Le moeten komen. Die zal dan in de orde van 0,5 ~ 1,5 mH moeten liggen, heel erg afhankelijk van het soort speaker. Een 21" woofer kan naar de 3 mH toe gaan en een tweeter onder de 0,1 mH liggen.

Je moet dus wegblijven uit het gebied tussen pakweg 20 en 100 Hz. Hier zit je rond de resonantiefrequentie van de speaker en zodoende kloppen je metingen daar voor geen kant. Tenzij je dus het iets uitgebreidere diagram gebruikt dat ik al eerder postte. Overigens kun je dat dus nog veel verder uitbreiden. Een condensator kun je uitdrukken in 7 componenten bijvoorbeeld.

[ Voor 15% gewijzigd door Seers op 05-02-2010 14:51 ]

[K0L3N]

De speaker is van de Premium 11 van Vifa, helaas kan ik niks meer meten, omdat ik de speaker gisteren heb afgemaakt, dus het zit allemaal vast
Ik zal even het stukje posten dat ik hierover geschreven heb, niet het netste, maar is uit een word document geknipt:

Experiment 2: De elektrische waardes van de speaker meten en berekenen.

We gingen ervan uit dat het elektrische deel van een speaker bestaat van een spoel, die een impedantie heeft die bestaat uit een weerstand en een reactantie. Dit houdt in dat er een waarde is voor de weerstand, waar nog eens een weerstand bovenop komt afhankelijk van de frequentie.

De testopstelling was als volgt:


Wat dus hetzelfde zou zijn als dit:


Als eerste is de weerstand gemeten van de losse speaker, dit was 5.8 ohm
Daarna zijn er verschillende frequenties ingesteld op de toongenerator, waarna we de waardes van de voltmeter en de ampèremeter hebben opgeschreven. De eerste twee metingen bleken echter niet te kloppen in verband met kapotte multimeters.

Meetwaardes meting 3
Frequentie in Hz Spanning over de speaker in volt Stroom door speaker in ampère
200 1,316 0,199
300 1,289 0,202

Hierna zijn we gaan rekenen om een waarde te vinden voor L.
De spanning van de spoel loopt voor op die van de weerstand, de reactantie van de spoel is te vinden door de spanning door de stroom te delen.

De spanning over de weerstand is I * R , de spanning over de spoel is wortel((I*R)kwadraat+(Ubron) kwadraat)
Voer je deze berekening uit, dan vind je voor meetwaarde 1: USpoel = 0,6322 V
meetwaarde 2: USpoel = 0,5375 V

de reactantie is gelijk aan de spanning gedeeld door de stroom: meetwaarde 1: Z = 3,177
meetwaarde 2: Z = 2,661
De waarde van de spoel L is nu te vinden met de formule Z=omegaL , want als je dit omschrijft krijg je L = Z / omega , en aangezien ω gelijk is aan 2 pi maal de frequentie krijg je voor L de volgende waardes: meetwaarde 1: L = 0,0025 H
meetwaarde 2: L = 0,0014 H
Zoals je kunt zien zijn deze waardes niet gelijk, en na nogmaals alles te controleren zijn we tot de conclusie gekomen dat de berekende waardes toch echt zouden moeten kloppen.

[K0L3N]

Het plaatje is weggevallen, maar heel simpel de amperemeter in serie en de voltmeter parallel aan de speaker. De toongenerator heb ik niks mee gedaan behalve voltage beetje afregelen en frequentie instellen

[Seers]

Nu weet ik niet welke formules je gebruikt, en ook geen zin om het voor je na te rekenen maar als je de WH hebt gebruikt zie ik hier de fout:

[K0L3N]

Maar ik zie het niet .
Ik vermoed dat het iets met de onderste lijn te doen heeft?

[K0L3N]

ik heb even de formules geimproviseerd erin gezet, ik had ze met de formule editor van word gemaakt

[goeievraag]

Met wat voor multimeter heb je gebruikt? En dan met name voor de stroom. Wisselstromen precies meten is alleen weggelegd voor de betere modellen.

Verder kloppen je berekende waarden gewoon met je meetwaarden.

[K0L3N]

de multimeters waren denk ik dynatek 9010.
En ik denk dat de afwijking die ik hier zie tussen de 2 dusdanig zijn dat ik aan kan nemen dat het niet klopt. Maar ik zit nu dus met het probleem dat ik in de conclusie wil zetten waarom ik vermoed dat het niet klopt, maar ik weet het niet .

[Seers]

K0L3N schreef op vrijdag 05 februari 2010 @ 15:02:
Maar ik zie het niet .
Ik vermoed dat het iets met de onderste lijn te doen heeft?

Ik heb zo net een spoel opgemeten qua impedantie en dat ziet er zo uit:



Deze is over de gehele linie inductief. Jouw speaker is dat niet, omdat een massa samen met een gedempte veer de impedantie "verstoort" op een bepaald punt, namelijk als het in resonantie is. Jij hebt in het bereik gemeten waar dat nog van sterke invloed is, en ik zou je meting (jawel, gewoon die unit uit je speaker halen) eens overdoen op 2 kHz en 5kHz.

De waarde van de spoel (Rdc en inductie) kun jij mij uiteraard vertellen.

Edit: overigens is de blauwe lijn van die speaker inderdaad de impedantie, die - als de speaker louter gekarakteriseerd zou worden als een perfecte spoel met een weerstand - in de vorm had moeten lopen van bovenstaand grafiekje.

[ Voor 12% gewijzigd door Seers op 05-02-2010 17:22 ]

[K0L3N]

Ik ben net zo blij dat het me gelukt is om alles te solderen zonder iets te slopen . Dus ik ga het denk ik houden bij uitleg waarom het niet klopt. Als ik het goed begrijp werkt het bewegende deel van de speaker de spoel tegen, waardoor deze meer/minder moet werken, en zou dit bij een hogere frequentie zijn gemeten dan zou het wel kloppen.

PS: je spoel is 9.55*10^-4 H