O sea , hablando en criollo :
Pregunta 21 -
¿Por qué el SPL aumenta 6 dB para dos parlantes en paralelo, cuando la potencia eléctrica consumida solo aumenta 3 dB?
Respuesta 21 -
La potencia acústica Pa radiada desde una fuente pequeña en longitudes de onda largas es el producto del área radiante del pistón Ap, el cuadrado de la velocidad del pistón vp y la parte real de la impedancia de radiación del pistón Zp: Pa = (vp)2 Ap Re{ Zp } Dado que la parte real de Zp también es proporcional al área radiante Ap, se deduce que la potencia radiada es proporcional al cuadrado de la velocidad del pistón y al cuadrado del área del pistón: Pa~(vp)2 (Ap)2
Cuando se conectan dos controladores idénticos en paralelo, cada pistón se mueve con la misma velocidad que el controlador único, porque la corriente a través de cada bobina móvil es la misma que antes.
El área de radiación total se ha duplicado y la potencia acústica radiada se ha multiplicado por cuatro (10 log (4) = 6 dB) con respecto a la del altavoz único.
La potencia eléctrica consumida por los dos conductores apenas se ha duplicado (+3 dB).
Con potencia acústica 4x por potencia eléctrica 2x, tiene un aumento de 3 dB en la eficiencia de conversión de energía.
La presión sonora p a cierta distancia de la fuente es proporcional a la raíz cuadrada de la potencia acústica radiada. p ~ (Pa)1/2 ~ vp Ap
Cuando el área del pistón Ap se duplica y la velocidad del pistón vp permanece sin cambios, entonces la presión se duplica (20 log (2) = 6 dB).
En resumen, cuando dos parlantes idénticos se conectan en paralelo y se accionan con tensión constante, entonces se consume el doble de energía eléctrica (+3 dB), la potencia acústica radiada se multiplica por cuatro (+6 dB) y la energía libre el nivel de presión sonora en el espacio se duplica (+6 dB) a una distancia dada.
Tenga en cuenta que la velocidad y el desplazamiento del pistón son proporcionales entre sí y ambos están directamente relacionados con la corriente a través de la bobina móvil.
Con dos parlantes idénticos conectados en serie, el desplazamiento y la velocidad del pistón disminuyen a la mitad, pero el área del pistón se duplica, lo que deja la presión del sonido y la potencia radiada sin cambios (0 dB) en comparación con un solo parlante conectado al mismo voltaje.
La disipación de energía eléctrica ahora es 1/2 (-3 dB) y nuevamente la eficiencia de conversión de energía se ha duplicado.
Una fuente que es pequeña en comparación con la longitud de onda y que irradia una potencia acústica de 1 W hacia el espacio libre, genera un nivel de presión sonora de 109 dB SPLrms a 1 m uniformemente a su alrededor.
El SPL es de 103 dB a 2 m y de 89 dB a 10 m.
Si la fuente tiene una sensibilidad de potencia de 86 dB SPL/1m/1W, entonces se necesitan 10(109-86)/10 = 200 W de potencia eléctrica para generar 1 W acústico y 109 dB SPL/1m. La eficiencia de conversión de energía es 1W / 200W = 0.005 = 0.5%.
Dos controladores con 86 dB SPL/1m/1W conectados en paralelo producirán 92 dB SPL/1m cuando se manejan con el mismo voltaje, pero consumen 2 W.
Con una entrada de 1 W, la combinación del controlador genera 89 dB y se necesitan 100 W para producir 1 W de potencia acústica, por lo que la eficiencia ahora es del 1%.
Los dos controladores podrían ser un tweeter y un rango medio y tener áreas de pistón ap muy diferentes. Si tienen la misma salida de 86 dB para una entrada de 1 W, entonces el tweeter debe tener una velocidad vp de pistón mucho más alta que el rango medio de área de pistón más grande.
Sin embargo, la velocidad de volumen U = vp Ap es la misma para ambos controladores cuando tienen la misma sensibilidad.
Para conocer la eficiencia energética del PHOENIX, consulte la FAQ20 y para conocer los requisitos de excursión del pistón para obtener el SPL deseado, consulte la Ref. 4 en Publicaciones.