Т-113. Две важные характеристики громкоговорителя — сопротивление звуковой катушки и электрическая мощность. Чтобы громкоговоритель излучал звуковые волны, к его звуковой катушке нужно подвести низкочастотный электрический сигнал — переменное напряжение. Под действием этого напряжения по звуковой катушке пойдет низкочастотный переменный ток, он создаст магнитное поле катушки, оно начнет взаимодействовать с полем постоянного магнита, и катушка придет в движение. Каким будет этот ток, а значит, и интенсивность движения диффузора, зависит не только от напряжения. В соответствии с законом Ома, это еще зависит от сопротивления звуковой катушки. Сопротивление это — характеристика сложная, его величину определяют несколько физических процессов. Здесь и обычное активное сопротивление проводов, и те затраты энергии, которые связаны с излучением звуковых волн, и, наконец, индуктивное сопротивление катушки — она, правда, содержит лишь несколько десятков витков, имеет небольшую индуктивность Lзв, однако же на самых высших звуковых частотах и эта индуктивность создает заметное индуктивное сопротивление (Т-78. Р-72; 6), которое прибавляется к чисто активному, как иногда еще говорят, омическому сопротивлению проводов катушки Rзв.
Общее сопротивление, которое образуется и чисто активным, и реактивным сопротивлением (индуктивным или емкостным или обоими одновременно) , называют комплексным сопротивлением и обозначают буквой г. Поскольку индуктивная составляющая комплексного сопротивления катушки zзв, как и всякая другая индуктивная составляющая, меняется с частотой (Т-78), то и общее комплексное сопротивление катушки тоже меняется с частотой. В справочных таблицах (С-14) сопротивление звуковой катушки zзв указывают для частоты 1000 Гц. Обычно оно всего на 10—20 процентов больше чисто активного сопротивления катушки Rзв, и поэтому смирившись с некоторой погрешностью, можно считать сопротивлением звуковой катушки именно величину Rзв. Это очень удобно, потому что R3B можно легко измерить омметром (Р-72; 7).
Другая важная характеристика громкоговорителя — его мощность Р. В данном случае понятие мощность имеет тот же смысл, что и для любого другого потребителя энергии: указанная на громкоговорителе или в справочной таблице величина мощности Р — это та граница, которую нельзя переходить, то есть та мощность, которую нельзя превышать, подобно тому как нельзя подводить к электрической лампочке, двигателю или электронагревателю мощность большую, чем та, на которую они рассчитаны.
В справочных таблицах мощность громкоговорителя иногда указывают в непривычных для нас единицах измерения — вольт-амперах (ВА). Произведение тока 1 А на напряжение 1 В дает единицу мощности 1 Вт, то есть можно сказать, что вольт-ампер и ватт — это одно и то же. Для чего же понадобилось иметь две одинаковые единицы мощности? Только для того, чтобы подчеркнуть, что бывает мощность двух видов — активная и реактивная. Активная — это та, которая тут же потребляется нагрузкой и тут же преобразуется в тепло, свет, механическую работу. А реактивная мощность — это та, которую потребляют от генератора реактивные элементы, катушка и конденсатор, и через какое-то время возвращают ее генератору (Т-76). Так вот, когда речь идет о реактивной мощности или о комплексной (в нее входит и активная и реактивная), то пользуются единицей вольт-ампер — В • А. А когда мощность чисто активная, то ее отмеряют в ваттах.
Мощность, потребляемая громкоговорителем, — это комплексная мощность (опять-таки в основном за счет индуктивного сопротивления катушки), в справочных таблицах она приводится для частоты 1000 Гц и, естественно, указывается в вольт-амперах — В • Л. Но комплексная мощность на частоте 1000 Гц весьма близка к чисто активной мощности Р. Поэтому можно смело считать, что громкоговоритель потребляет именно столько, сколько потребляет активное сопротивление R3B его звуковой катушки.
В заключение — несколько слов горькой правды. Динамический громкоговоритель — очень плохой преобразователь энергии, он превращает в звуковые волны лишь два-три процента подводимой электрической мощности, коэффициент полезного действия громкоговорителя составляет 2—3 процента. Это значит, что, получая электрическую мощность 10 Вт, громкоговоритель создает звуковые волны мощностью 0,2—0,3 Вт. Правда, к этому ужасающему факту разбазаривания энергии нужно сделать два примечания, в какой-то мере утешительных. Во-первых, на расстоянии в несколько метров мы удовлетворительно слышим звук, если его излучатель создает акустическую мощность около 1—3 мВт. То есть мы услышим звучание громкоговорителя, к которому подведена электрическая мощность 50—100 мВт. А это величины сравнительно небольшие—такие мощности подводятся к громкоговорителю карманного приемника, мощность, потребляемая лампочкой карманного фонаря, в несколько раз больше. Для того, чтобы создать громкий звук в достаточно большой комнате, вполне хватает электрической мощности 5—10 Вт.
Хуже дело обстоит в установках для озвучивания больших помещений, концертных залов, кинотеатров. Здесь уже нужны звуковые мощности в десятые доли ватта и даже в несколько ватт. А поэтому к громкоговорителям приходится подводить электрическую мощность 5—10—20 Вт или даже 20—50—100 Вт.
И второе утешительное примечание — можно было бы разными Способами повысить коэффициент полезного действия громкоговорителя, но при Этом ухудшилась бы способность точно, без искажений, изготавливать звуковую копию электрического сигнала. А именно это качество — воспроизведение звука без искажений, а не коэффициент полезного действия — важнее всего для громкоговорителя. И действительно, какой толк в том, что громкоговоритель дает более мощный звук, если вместо «А» он воспроизводит «У» или вместо мелодичного вальса — рев мотоциклетного мотора.
Читать следующую теорию
Вернуться на предыдущую

значёк