Wirkungsgrad eines Lautsprecherchassis und Energieerhaltungsgesetz

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April1004
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 14. Jun 2016, 17:07

Hallo Leute,

Zuerst einmal: Ich hoffe ich habe den Beitrag an den richtigen "Ort" gepostet... Wenn nicht, bitte ich um Entschuldigung ^^.

Nun zur Frage: Nach dem Energieerhaltungsgesetz kann ja weder Energie entstehen, noch verschwinden. Sie muss also Vollständig in andere Energieformen umgewandel werden. Beim Lautsprecherchassis wird logischerweise die Energie in Beschleunigung der Membran und in Wärme umgewandelt... Ich nehme hier als Beispiel mal

Visaton – W300. Das Chassis hat einen Gleichstromwiderstand Rdc von 6,6 Ohm. Also ist der Ohmsche Widerstand 6,6Ohm. Da die Nennimpedanz 8 Ohm ist, muss ja zwangsläufig bereits 6,6 von 8 Teilen also 82,5% der elektrischen Energie direkt an der Spule in wärme umgewandelt werden. Also kann der Wirkungsgrad bereits allein durch diese Tatsache nur weniger als 17,5% sein (Mir ist klar das Wirkungsgrade von Hifi-Lautsprechern oft weit unter 5% liegen).

Aber wieso ändert man nicht wenigstens für Tieftöner dieses Verhältnis an Widerständen?

Hier eine Idee die mir im Kopf herumschwirrt:
Angenommen man würde den Drahtquerschnitt verdoppeln und die drahtlänge halbieren... Dann würde sich der ohmsche Widerstand vierteln und die Induktivität halbieren, somit würde sich bei obigen Beispiel eine Impedanz von 6,6/4 + 1,4/2 also 1,65 + 0,7 = 2,35 Ohm. Damit würde dann 70,2% in wärme umgewandelt und knapp 30% in Beschleunigung der Membran... Die Masse des Ganzen Systems würde die gleiche bleiben...
Wo liegt das Problem?

Übrigens bin ich bei Recherchen auf folgenden Subwoofer von Klipsch gestoßen:

http://assets.klipsch.com/product-specsheets/KPT-684-Spec-Sheet.pdf
Dabei ist angegeben: "NOMINAL IMPEDANCE: 8 ohms (3.6 min. @ 22Hz) woofers wired in parallel"
Was bedeutet, dass der Gleichstromwiderstand <3,6 Ohm sein muss. Ein weiteres ähnliches Beispiel habe ich allerdings nicht finden können.

mfg
euer Aprilscherz

Nachtrag 1:
Müsste nicht bei der Frequenz bei welcher das Chassis die maximale Impedanz aufweist der Wirkungsgrad auch ein maximum haben?

[Beitrag von April1004 am 14. Jun 2016, 17:14 bearbeitet]

DjDump
Inventar

#2 erstellt: 16. Jun 2016, 09:43

Guter Punkt. Ich könnte mir vorstellen, dass man einfach nicht mit der halben Impedanz leben will, weil sich dann andere Parameter zu sehr ändern und das Chassis zb weniger Bass produziert.

Da die Nennimpedanz 8 Ohm ist, muss ja zwangsläufig bereits 6,6 von 8 Teilen also 82,5% der elektrischen Energie direkt an der Spule in wärme umgewandelt werden. Also kann der Wirkungsgrad bereits allein durch diese Tatsache nur weniger als 17,5% sein

Das sehe ich genau so.

Damit würde dann 70,2% in wärme umgewandelt und knapp 30% in Beschleunigung der Membran...

Das ist aber ein anderer Schluss. Vielleicht gibt es noch weitere Verlustquellen, zb induzierte Wirbelströme in Spulenträger, Korb und Magneten.

Müsste nicht bei der Frequenz bei welcher das Chassis die maximale Impedanz aufweist der Wirkungsgrad auch ein maximum haben?

Das ist auch so. Das Impedanzmaximum ist immer bei der Resonanzfrequenz/Eigenfrequenz. Das ist eben die, bei der man besonders wenig Energie braucht, um einen bestimmten Ausschlag zu erzeugen. So kann "man" zb mit der richtigen Frequenz Weingläser mit der unverstärkten Stimme zum Brechen bringen.