Wirkungsgrad konstant gegenüber Leistung?

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meygschet
Neuling

#1 erstellt: 14. Nov 2007, 15:44

Ich weiß, dieses thema wurde hier schon nahezu erschöpfend behandelt, aber mir will da etwas einfach nicht einleuchten.
Der "wirkungsgrad" (ich weiß, eigentlich kennschalldruck) eines lautsprechers wird ja gewöhnlich bestimmt, indem der schalldruckpegel bei 1 watt (oder 2,83V an 8 Ohm) in einem meter entfernung gemessen wird. nun scheint sich die hifi-community hier darüber einig zu sein, dass der schalldruckpegel logarithmisch mit der leistung steigt: doppelte leistung -> +3db
wenn nun mein verstärker 100 watt und meine boxen einen kennschalldruck von 87db haben, müsste nach dieser relation ein verstärker mit mickrigen 3 watt an boxen mit 102db gleich abgehen wie meine anlage, und das kann ich mir bei bestem willen nicht vorstellen (da könnt ich die anlage ja mit nem mittelgroßen akku betreiben und räume ohne netzstrom halbwegs ordentlich beschallen; wär ja zu schön...)
und in der anderen richtung: angenommen, ich schließe an meinen 100W amp 102db-boxen an. dann müsste die anlage einen pegel hergeben wie eine 3.2(!) kilowatt-anlage mit "normalen" 87db-boxen! würd ich sofort machen...

irgendwas kann an diesen überlegungen doch nicht stimmen, oder? geh ich von falschen annnahmen aus, oder lässt sich die formel nicht auf den gesamten leistungsbereich anwenden oder hab ich sonst was nicht richtig verstanden?

markusred
Inventar

#2 erstellt: 14. Nov 2007, 20:27

doch, du siehst das richtig. Deshalb suchen Besitzer von Röhrenverstärkern, die üblicherweise nur ein paar Watt Ausgangsleistung zur Verfügung stellen, auch wirkungsgradstarke Boxen.

Ich konnte einem DJ in ner Disco mal über die Schulter schauen. In der Disse waren eine Menge Exponentialboxen/Hörner/Rutschen aufgestellt. Deren Wirkungsgrad war so hoch, dass bei den Leistungsanzeigen der Endstufen lediglich die 20W-Birnen aufleuchteten, obwohl es schon kräftig laut war.

Im Hifi-Bereich gibt es allerdings Grenzen. Denn Lautsprecher, die von ihrer Größe her noch in einen normalen Wohnraum passen, schaffen nicht im gesamten Übertragungsbereich einen hohen Wirkungsgrad. Bei den Hochtönern ist das kein Problem. Vernünftige Ringradiatoren können durchaus 110 dB/W/m, Hornmitteltöner schaffen das auch noch. Nur im Bass, da geht das nicht. Ein Basslautsprecher, der einen hohen Wirkungsgrad hat, muss einen starken Antrieb/Magneten und möglichst geringe bewegte Massen (leichte Membran und Schwingspule) haben. Zwar haben diese Basschassis dann einen super Wirkungsgrad im Mittelton, im Bass jedoch mit herkömmlichen Gehäusen nicht. Die Zusammenhänge zu erklären bekomm ich gerade nicht zusammen. Naja, nur mit Basshörnern lässt sich der Schallpegel im Bass aufpäppeln, so dass dort in Annäherung der gleiche Wirkungsgrad wie im Mittelton erreicht wird - wenn das Horn gut konstruiert ist.

Übrigens ist der maximale Schallpegel von Boxen mit hohem Wirkungsgrad nicht in allen Fällen höher. Es wird nur weniger Verstärkerleistung benötigt. Denn die maximale Luftmenge, die beispielsweise ein Basschassis verschieben kann, ist ein Produkt aus Membranfläche x Hub. So kann es sein, dass ein Hochwirkungsgradlautsprecher schon mit wenigen Watt Verstärkerleistung an seine Belastbarkeitsgrenzen gelangt, da die Schwingspule den Luftspalt verlässt und dadurch Verzerrungen auftreten. Zwar wäre noch eine höhere Lautstärke möglich, doch nur unter hohen Verzerrungen.

Im Carhifi-Bereich findet man so manches Chassis, dessen maximaler Schalldruck trotz niedrigem Wirkungsgrad extrem hoch ist. Solche Bässe haben meist sehr sehr lange Schwingspulen mit großem Durchmesser. Dadurch ist ein großer linearer Hub und damit eine große Maximallautstärke möglich. Denn die Ellenlange Schwingspule ist durch ihre Länge/Fläche sehr hoch belastbar. So ist es nicht verwunderlich, dass manche Endstufen im Carhifi eine Leistungsabgabe von vielen hundert oder gar wenigen Kilowatt haben können, um diese langhubigen Autobässe auf Trab zu bringen.

[Beitrag von markusred am 14. Nov 2007, 20:32 bearbeitet]

_axel_
Inventar

#3 erstellt: 14. Nov 2007, 21:53

meygschet schrieb:

angenommen, ich schließe an meinen 100W amp 102db-boxen an. dann müsste die anlage einen pegel hergeben wie eine 3.2(!) kilowatt-anlage mit "normalen" 87db-boxen! würd ich sofort machen...

... um dann direkt anschließend taub zu werden oder aus den Ohren zu bluten? Na supi.
Mal abgesehen von Markus' Ausführungen zum max. Pegel: Ich glaube nicht, dass z.B. 120dB im Wohnzimmer erstrebenswert sind.
Gruß

meygschet
Neuling

#4 erstellt: 15. Nov 2007, 14:39

vielen dank für die antworten! hab nicht gedacht, dass die wirkungsgradunterschiede bei lautsprechern wirklich so extrem sind. werde mir in zukunft vielleicht wirkungsgradstärkere boxen kaufen/bauen (natürlich nicht, um mir im wohnzimmer die ohren blutig zu hören, ich dachte mehr an die einsatzmöglichkeit bei parties und so...)
nochmals besten dank

_axel_
Inventar

#5 erstellt: 15. Nov 2007, 16:05

meygschet schrieb:

wirkungsgradunterschiede bei lautsprechern wirklich so extrem

Tja, die allermeisten handelsüblichen LS bewegen sich ja auch im Bereich von vielleicht 86 - 92 dB.
Das ist zwar innerhalb dieser Spanne immer noch ein Faktor von 4 für die benötigten Watt für einen Lautstärke, aber dann doch nicht so extrem, wie in Deinem Beispiel.

Und es ist auch bei gleicher Amp-Leistung auch nicht mal die doppelte empfundene Lautstärke zwischen der recht "maulfaulen" und der "vorlauten" Box.

Gruß