24.06.2013, 11:11 AM
Piezoventile kommen ein paar Dekaden höher.
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Extrembasteln
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24.06.2013, 11:13 AM
Schrittmotoren:
Wen du für jede Richtung 256 Schritte hast und 100Hz machen willst, müssen selbige in 2,5ms abgearbeitet werden. Macht > 100kHz. Auch unpraktikabel.
Wen du für jede Richtung 256 Schritte hast und 100Hz machen willst, müssen selbige in 2,5ms abgearbeitet werden. Macht > 100kHz. Auch unpraktikabel.
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.
24.06.2013, 11:14 AM
Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Piezoventile kommen ein paar Dekaden höher.
Dekaden klingt gut!
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.
24.06.2013, 01:03 PM
Zitat:Dem widersprech ich. Ich kenn hochdynamische Spulenantriebe auch aus dem Bereich der Rütteltische. Die kommen lange nicht so hoch, wie Motoren. Lange nicht!
Nur liefern Motoren halt nicht die Dynamik. Bzw. wenn sie hochdynamisch werden (eisenlose Scheibenläufer etc.), dann geht der Wirkungsgrad in den Keller.
Ich glaube, du gibst Dir die Antwort gleich selber ! Solange Du einen Elektromotor als genau das betreibst was er ist, nämlich ein Wandler, der elektrische Energie in eine gleichförmige mechanische Drehbewegung umwandelt, dann wird der Wirkungsgrad sicher besser sein als beim Rütteltisch. Ich gehe aber davon aus, dass damit dann ebenfalls Schluss ist, sobald Du mit einem Elektromotor einen Rütteltisch betreiben würdest. Und dort haben wir noch nicht mal das Anpassungsproblem, welches wir beim Wandeln von elektrischer Energie zu Luftschall haben.
Nur so zum Vergleich: Der Bassteil eines Shearer Hornsystems (Kino Beschallung - Stand zweiter Weltkrieg) kam auf einen Wirkungsgrad von zwischen 40 und 50% mit konventionellen dynamischen Tieftonchassis. Man konnte damit mit bescheidenen 50 Watt ein Kino LAUT beschallen.
Hohe Wirkungsgrade sind also schon möglich, nur hat so etwas halt schnell mal grössere mechanische Dimensionen.
Es gibt übrigens einen Subwoofer, wo ein Motor genau als das betrieben wird, was er ist, nämlich als Motor. Dieser treibt einen Propeller, dessen Blätter im Anstellwinkel durch ein Steuersignal (via Linearmotor, genau wie bei einem Lautsprecher) verstellbar sind. Mit diesem Ding sollen recht hohe Schalldrücke bei sehr tiefen Frequenzen möglich sein.
Gruss
Charles
24.06.2013, 01:14 PM
Die Dynamik ist ein Problem. Klar. Aber das trifft die Sache noch nicht so richtig.
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Wenn ich meinetwegen 1 Watt in einen Motor stecke, so kann er mehr Kraft liefern als wenn ich die Kraft einer Schwingspule vermesse, die ich ebenso mit einem Watt beheize.
Irgendwie kann man auch von der Kraft bestimmt auf die Abgabeleistung rückrechnen. Physiker haben wir ja an Bord.
Die Messung der Abgabekraft kann mit einer Waage erfolgen.
Wenns also ernsthafte Zweifel an der These gibt, dass ein Motor mehr Kraft erbringt, so werde ich das ganz einfach messen!
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Wenn ich meinetwegen 1 Watt in einen Motor stecke, so kann er mehr Kraft liefern als wenn ich die Kraft einer Schwingspule vermesse, die ich ebenso mit einem Watt beheize.
Irgendwie kann man auch von der Kraft bestimmt auf die Abgabeleistung rückrechnen. Physiker haben wir ja an Bord.
Die Messung der Abgabekraft kann mit einer Waage erfolgen.
Wenns also ernsthafte Zweifel an der These gibt, dass ein Motor mehr Kraft erbringt, so werde ich das ganz einfach messen!
24.06.2013, 03:56 PM
Zitat:Wenns also ernsthafte Zweifel an der These gibt, dass ein Motor mehr Kraft erbringt, so werde ich das ganz einfach messen!
Ich bezweifle ja gar nicht, dass er mehr Kraft erbringt. Nur bringt es eben gar nichts, da er mit seinem gigantischen Massenträgheitsmoment zum Beschleunigen und Abremsen sehr viel von dieser Kraft für sich selber verbraucht, ist es eben mit dem Wirkungsgrad bei Anwendung als Lautsprechermotor nicht so weit her.
Wenn es denn so einfach wäre würden wir alle mit Motorboxen hören .....
Gruss
Charles
24.06.2013, 05:11 PM
Da sind wir ganz einer Meinung, Charles.
Nur muss uns erstmal ganz klar sein, dass mehr Wickel-Tüddelüt im magnetischen Feld auch mehr Power bringt. Das erklärt, warum E-Motoren ordentlich was wegziehen und Lautsprecher so selten in U-Bahn-Antrieben verwendet werden.
Es scheint einen Trick zu geben, wie man den Wirkungsgrad steigern kann, ohne Dynamik zu verlieren: man muss einfach mehr Wickel-Tüddelüt verteilt unterbringen. Nicht alles auf einen Haufen klatschen wie im Motor. Sondern schön verteilen und viele viele viele Breitbänder "stacken".
Und schon ist der Wirkungsgrad UND die Dynamik da. Das war zumindest meine These.
Den Rest der Story hatte ich ja in #155 geschrieben.
Nur muss uns erstmal ganz klar sein, dass mehr Wickel-Tüddelüt im magnetischen Feld auch mehr Power bringt. Das erklärt, warum E-Motoren ordentlich was wegziehen und Lautsprecher so selten in U-Bahn-Antrieben verwendet werden.
Es scheint einen Trick zu geben, wie man den Wirkungsgrad steigern kann, ohne Dynamik zu verlieren: man muss einfach mehr Wickel-Tüddelüt verteilt unterbringen. Nicht alles auf einen Haufen klatschen wie im Motor. Sondern schön verteilen und viele viele viele Breitbänder "stacken".
Und schon ist der Wirkungsgrad UND die Dynamik da. Das war zumindest meine These.
Den Rest der Story hatte ich ja in #155 geschrieben.
24.06.2013, 06:34 PM
Oder: Die Maschine Lang und dünn bauen. Dann ist das Trägheitsmoment automatisch klein. Zudem eine hochdynamische Regelung und die 100Hz sollten erreichbar sein...
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.
24.06.2013, 06:44 PM
Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Zur Zeit scheint es wieder um Spekulationen zu gehen.
Ich glaube es geht erst einmal um ein sanftes herantasten. Die damalige Motor-Bauweise ist wie bereits mehrfach erwähnt heutigen "long excursion drivers" unterlegen.
Also ist die Frage: Welches Konzept könnte alternativ zur Schwingspule funktionieren?
Da wäre jetzt zum einen die "alternativen Antriebe" von denen ich 2 in die Runde geworfen und einen gleich als nicht tauglich deklariert habe.
Zudem könnte man sich eventuell überlegen, ob es Sinn macht sowas aus der Versenkung zu holen.
Generell ist so eine Brainstormingphase immer dann gut, wenn man man im Projekt steckt, nicht mehr weiter kommt und sich dann nochmals auf die anfänglichen Ideen besinnen kann.
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.
24.06.2013, 07:00 PM
Eigentlich sollte ja bei niederohmiger Ansteuerung der Antrieb starr der angelegten Spannung folgen. Die Tatsache, dass ein motional feedback derart deutliche Verbesserungen erbringt deutet mir darauf hin, dass der Lautsprecherantrieb eben doch relativ schlapp ist (=zu wenig Bxl)
...mit der Lizenz zum Löten!
24.06.2013, 08:08 PM
Moment, da wird was durcheinandergebracht.
Was die Regelung betrifft:
Ja damit wären die 100Hz zu erreichen, man könnte auch Schutzschaltungen gegen mechanische Überlastung ect. implementieren.
Aber...
Das hat nichts mir den Popligen Antrieben, sondern mit der Machart der Aufhängung und der Massenträgheit dem Membrane zu tun. Das Problem ist wie folgt:
Membrane wird bei der positiven Halbwelle nach vorne beschleunigt, irgendwann erreicht diese ihren Scheitelpunkt, die Massenträgheit schiebt die Membrane noch etwas weiter, bis die Aufhängung dann schließlich wieder genug Kraft hat sie zurück zu befördern. Das Problem ist das die Aufhängung aufgrund der Masseträgheit dem Membrane nicht der fallenden Flanke exackt folgen kann, und er die negative Halbwelle die Membrane wieder auf halbwegs geführte Bahnen bringt. Vorher mach die Aufhängung was sie will.
Die Regelung sorgt nun dafür das die Membrane soweit wie möglich dem Schwingungsverlauf des anliegenden Eingangssignals nachgeführt wird, solche nach- und Überschwinger durch die Trägheit werden also weniger, der Bass wird akustisch straffer, präziser. Aber es erhöt den Klirr höherer Ordnung, da durch die Regelung die Membrane immer etwas um den Verlauf des Sollsignals herumpendelt und dadurch neue Frequenzen entstehen. Zudem ist der Energieaufwand gewaltig, da der Amp imer mit voller Kraft die Membrane auf Kurs halten muss, was durch die schlechte Effizienz nicht grade begünstigt wird.
Das hat also nichts mit dem Antrieb (direkt) zu tun sondern mit der Aufhängung !!
Das Problem mit dem der Spannung folgen ist der das ein Lautsprecher ein Stromgesteuertes Bauteil ist !
Alleine das Magnetfeld, dass die Spule aufbaut, ist für die Bewegung selbiger verantwortlich, die Spannung die wir anlegen ist nur mittel zum Zweck um den Strom, der das Magnetfeld letztendlich bestimmt, über die vergleichsweise hochohmige Spule zu bekommen.
Würde man die Spulen niedrigohmiger auslegen, z.B durch parallelschalten der einzelnen Lagen , und so den Widerstand von 8 auf z.B 0,8 Ohm drücken, würde, wenn wir von einem benötigten Strom von 1A für ein verwendbares Magnetfeld ausgehen, die aufzubrigende Leistung 1/10 so groß sein !
Da liegt denke ich das Problem . Die Elektromotoren die ich mir bis jetzt angesehen habe haben bei 12V eine Stromaufnahme von 5-6A (kleine Modellbaumotoren) , das bedeutet sie haben einen Widerstand von etwa 1,5-2 Ohm. Also recht niedrigohmig !
Der Nachteil an der Geschichte ist halt das kein normaler Verstärker 0,8 Ohm überlebt und zudem ein Hochstromfähiger Aufbau deutlich materialintensiever wäre.
Ich sehe also den Knackpunkt eher da das die Spule zu hochohmig ist, als im klassischen Aufbau der Tauchspulenantriebe. Wenn wir einen Speaker mit klassischen Antrieb bauen, aber die Lagen parallel schalten und mit einer Stromquelle speisen, bin ich mir sicher das die Effizienz deutlich gesteigert wird !!
Natürlich ist eine stärkere Nutzung des Magnetfeldes wie gucki es denke ich mit verteilten Wickeltüdelüt andeuten will, auch wichtig. Aber die Art wie wir tüdeln könnte erstmal ein einfacherer Ansatz sein
;deal2
Was die Regelung betrifft:
Ja damit wären die 100Hz zu erreichen, man könnte auch Schutzschaltungen gegen mechanische Überlastung ect. implementieren.
Aber...
Das hat nichts mir den Popligen Antrieben, sondern mit der Machart der Aufhängung und der Massenträgheit dem Membrane zu tun. Das Problem ist wie folgt:
Membrane wird bei der positiven Halbwelle nach vorne beschleunigt, irgendwann erreicht diese ihren Scheitelpunkt, die Massenträgheit schiebt die Membrane noch etwas weiter, bis die Aufhängung dann schließlich wieder genug Kraft hat sie zurück zu befördern. Das Problem ist das die Aufhängung aufgrund der Masseträgheit dem Membrane nicht der fallenden Flanke exackt folgen kann, und er die negative Halbwelle die Membrane wieder auf halbwegs geführte Bahnen bringt. Vorher mach die Aufhängung was sie will.
Die Regelung sorgt nun dafür das die Membrane soweit wie möglich dem Schwingungsverlauf des anliegenden Eingangssignals nachgeführt wird, solche nach- und Überschwinger durch die Trägheit werden also weniger, der Bass wird akustisch straffer, präziser. Aber es erhöt den Klirr höherer Ordnung, da durch die Regelung die Membrane immer etwas um den Verlauf des Sollsignals herumpendelt und dadurch neue Frequenzen entstehen. Zudem ist der Energieaufwand gewaltig, da der Amp imer mit voller Kraft die Membrane auf Kurs halten muss, was durch die schlechte Effizienz nicht grade begünstigt wird.
Das hat also nichts mit dem Antrieb (direkt) zu tun sondern mit der Aufhängung !!
Das Problem mit dem der Spannung folgen ist der das ein Lautsprecher ein Stromgesteuertes Bauteil ist !
Alleine das Magnetfeld, dass die Spule aufbaut, ist für die Bewegung selbiger verantwortlich, die Spannung die wir anlegen ist nur mittel zum Zweck um den Strom, der das Magnetfeld letztendlich bestimmt, über die vergleichsweise hochohmige Spule zu bekommen.
Würde man die Spulen niedrigohmiger auslegen, z.B durch parallelschalten der einzelnen Lagen , und so den Widerstand von 8 auf z.B 0,8 Ohm drücken, würde, wenn wir von einem benötigten Strom von 1A für ein verwendbares Magnetfeld ausgehen, die aufzubrigende Leistung 1/10 so groß sein !
Da liegt denke ich das Problem . Die Elektromotoren die ich mir bis jetzt angesehen habe haben bei 12V eine Stromaufnahme von 5-6A (kleine Modellbaumotoren) , das bedeutet sie haben einen Widerstand von etwa 1,5-2 Ohm. Also recht niedrigohmig !
Der Nachteil an der Geschichte ist halt das kein normaler Verstärker 0,8 Ohm überlebt und zudem ein Hochstromfähiger Aufbau deutlich materialintensiever wäre.
Ich sehe also den Knackpunkt eher da das die Spule zu hochohmig ist, als im klassischen Aufbau der Tauchspulenantriebe. Wenn wir einen Speaker mit klassischen Antrieb bauen, aber die Lagen parallel schalten und mit einer Stromquelle speisen, bin ich mir sicher das die Effizienz deutlich gesteigert wird !!
Natürlich ist eine stärkere Nutzung des Magnetfeldes wie gucki es denke ich mit verteilten Wickeltüdelüt andeuten will, auch wichtig. Aber die Art wie wir tüdeln könnte erstmal ein einfacherer Ansatz sein
;deal2
24.06.2013, 08:27 PM
Da könnte was dran sein.
Tatsächlich baut man Motoren recht niederohmig. Die Stromreduzierung kommt durch die drehzahlabhängige Gegen-EMK. Je schneller der Motor dreht, desto höher die Gegen-EMK und desto niedriger die Stromaufnahme.
Diese EMK-Sache scheint bei Speakern aber gar keine Rolle zu spielen, vermute ich mal. Wieso eigentlich nicht?
Tatsächlich baut man Motoren recht niederohmig. Die Stromreduzierung kommt durch die drehzahlabhängige Gegen-EMK. Je schneller der Motor dreht, desto höher die Gegen-EMK und desto niedriger die Stromaufnahme.
Diese EMK-Sache scheint bei Speakern aber gar keine Rolle zu spielen, vermute ich mal. Wieso eigentlich nicht?
24.06.2013, 08:36 PM
Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Da könnte was dran sein.
Tatsächlich baut man Motoren recht niederohmig. Die Stromreduzierung kommt durch die drehzahlabhängige Gegen-EMK. Je schneller der Motor dreht, desto höher die Gegen-EMK und desto niedriger die Stromaufnahme.
Diese EMK-Sache scheint bei Speakern aber gar keine Rolle zu spielen, vermute ich mal. Wieso eigentlich nicht?
Doch tut sie !
Sie ist der Hauptfacktor dafür das z.B 12" Speaker nur recht selten die 1kHz Marke knacken.
Der Speaker schwingt schneller-mehr EMK-Mehr dämpfung-Weniger Pegel
Auch macht es bei Speakern mit starken Antrieben die Bassfähigkeit kaputt, da durch die Rückinduktion der der EMK die Impedanz auf mehrere Hundert Ohm gehen kann, dadurch wird das System bedämpft und der Wirkungsgrad bei Frequenzen um die mechanische Resonanz rum werden leiser, deswegen wird der Wirkungsgrad auch zwischen 125 und 250 Hz angegeben, da spielt diese Effeckt meist schon keine Rolle mehr.
Dieses Problem tritt aber nur bei Spanungsquellen auf, die niedrigohmig sind, hier können die EMK Ströme je nach Verstärker unterschiedlich stark wirken, dass Verhalten ist soweit ich weis als Dämpfungsfaktor bekannt und einer der Gründe warum man z.B gerne sagt das der Verstärker mit dem Speaker nicht klar kommt, kein wunder wenn der dem alle 20ms maleben 300Ohm vor die klemen klatscht mit was-weis-ich für EMK Strömen.
Diese Problematik hatte ich aber auch schonmal im Thread zur Stromgegenkopplung angesprochen. Selbige umgeht dieses Problem durch die EMK`s nehmlich, ist aber "Hardwareseitig" etwas problematisch.
24.06.2013, 08:38 PM
E_Tobi:
Mit Gegen-EMK meine ich die Generatorspannung. Der Motorstrom bestimmt sich aus "(Batteriespannung - Gegen-EMK) / Ri". So können schon bei kleinen Motoren im Stillstand (also ohne Generatorspannung) viele Ampere fließen, obwohl der Motor im Leerlauf vielleicht nur 100 mA aufnimmt.
Bei Lautsprechern ist das Verhalten ganz anders. Die haben beispielsweise 8 Ohm. Und das haben sie immer. Egal ob statisch oder dynamisch. Und das verblüfft mich.
Warum ist das so? Und was hat das mit "Miller" zu tun?
Mit Gegen-EMK meine ich die Generatorspannung. Der Motorstrom bestimmt sich aus "(Batteriespannung - Gegen-EMK) / Ri". So können schon bei kleinen Motoren im Stillstand (also ohne Generatorspannung) viele Ampere fließen, obwohl der Motor im Leerlauf vielleicht nur 100 mA aufnimmt.
Bei Lautsprechern ist das Verhalten ganz anders. Die haben beispielsweise 8 Ohm. Und das haben sie immer. Egal ob statisch oder dynamisch. Und das verblüfft mich.
Warum ist das so? Und was hat das mit "Miller" zu tun?
24.06.2013, 08:39 PM
Zitat:Original geschrieben von 3eepointAha.. Alles klar. Danke für die Klarstellung
Doch tut sie !
24.06.2013, 08:45 PM
Kein Ding 
Es ist z.B auch in der "Industrie" bei Lautsprechersimulationen die Parameter des Chassis (die Impedanz z.B ) über Pegel zu messen und das Modell dann an zu gleichen. Ich schau mal ob ich ein Beispiel finde.
http://www.hifi-selbstbau.de/index.php?o...&Itemid=58
Das erste Diagramm ist direkt Impedanz vs. Pegel
Alles in allem denke ich das es machbar ist, aber nur als komplexes Gesamtsystem !
Sprich Chassis mit niedrigohmiger Spule die Stromgesteuuert wird und via Regelung auf Kurs gehalten wird. Ich weis nicht wies bei euch aussieht, aber das fände ich spannend
Das Chassis könnte ich sogar basteln, hab noch ne Membrane und Antrieb hier (und ca 5 Wochen Zeit) , Elektrische Parameter messen ginge auch , aber ich hab nicht das Elektronische Equipment wie z.B ein Oszi
Es ist z.B auch in der "Industrie" bei Lautsprechersimulationen die Parameter des Chassis (die Impedanz z.B ) über Pegel zu messen und das Modell dann an zu gleichen. Ich schau mal ob ich ein Beispiel finde.
http://www.hifi-selbstbau.de/index.php?o...&Itemid=58
Das erste Diagramm ist direkt Impedanz vs. Pegel
Alles in allem denke ich das es machbar ist, aber nur als komplexes Gesamtsystem !
Sprich Chassis mit niedrigohmiger Spule die Stromgesteuuert wird und via Regelung auf Kurs gehalten wird. Ich weis nicht wies bei euch aussieht, aber das fände ich spannend
Das Chassis könnte ich sogar basteln, hab noch ne Membrane und Antrieb hier (und ca 5 Wochen Zeit) , Elektrische Parameter messen ginge auch , aber ich hab nicht das Elektronische Equipment wie z.B ein Oszi
24.06.2013, 08:50 PM
Zitat:Original geschrieben von 3eepoint
(...)
Die Einspannung ist nicht dafür verantwortlich die Membran "zurückzuführen".
F~I*Feld, a = F/m, a=dv/dt, v=ds/dt
Oberhalb der Eigenfrequenz steht der Ort der Membran mit 180 Grad Verschiebung auf dem Strom. Das Zurückführen passiert aktiv.
24.06.2013, 09:03 PM
Gucki: Hoppi ist unser Gegen-EMK-Fan, ich meine dazu gabs hier auch schon erschöpfende Diskussionen.
Das Ergebnis aller Messungen ist aber dass die Gegen-EMK nicht ins Gewicht fällt und klein gegenüber den "beabsichtigten" Strömen ist. Im Hifi-Forum gibts viele Threads und Messungen, dazu.
Den BxL groß zu machen wäre kein Problem. Der Bass in meinem Auto hat nen gigantischen Antrieb, eine 25mm dicke obere Polplatte und 6kg an Magnetmaterial. Trotzdem ist er auf einen BxL von ~25Tm ausgelegt, durch einen großen Luftspalt.
Es gibt im SPL-Bereich Bässe die mit Neodym arbeiten und trotz großem Luftspalt für die Belastbarkeit imense BxL-Produkte auf die Beine stellen. Der Emphaser E15Neo hat ein BxL von über 40...was allerdings dazu führt dass man das Ding aufgrund der daraus resultierenden elektrishen Güte (Qes = 0.13) nicht mehr zum Musikhören nutzen kann. Keine Gehäuseabstimmung mehr realisierbar. Bei dem Emphaser stört das nicht, weil der einen Peak produzieren SOLL. Bei normalen Lautsprechern ists einfach unpraktikabel.
Das Ergebnis aller Messungen ist aber dass die Gegen-EMK nicht ins Gewicht fällt und klein gegenüber den "beabsichtigten" Strömen ist. Im Hifi-Forum gibts viele Threads und Messungen, dazu.
Den BxL groß zu machen wäre kein Problem. Der Bass in meinem Auto hat nen gigantischen Antrieb, eine 25mm dicke obere Polplatte und 6kg an Magnetmaterial. Trotzdem ist er auf einen BxL von ~25Tm ausgelegt, durch einen großen Luftspalt.
Es gibt im SPL-Bereich Bässe die mit Neodym arbeiten und trotz großem Luftspalt für die Belastbarkeit imense BxL-Produkte auf die Beine stellen. Der Emphaser E15Neo hat ein BxL von über 40...was allerdings dazu führt dass man das Ding aufgrund der daraus resultierenden elektrishen Güte (Qes = 0.13) nicht mehr zum Musikhören nutzen kann. Keine Gehäuseabstimmung mehr realisierbar. Bei dem Emphaser stört das nicht, weil der einen Peak produzieren SOLL. Bei normalen Lautsprechern ists einfach unpraktikabel.
24.06.2013, 09:10 PM
Zitat:Original geschrieben von Rumgucker
Da könnte was dran sein.
Tatsächlich baut man Motoren recht niederohmig. Die Stromreduzierung kommt durch die drehzahlabhängige Gegen-EMK. Je schneller der Motor dreht, desto höher die Gegen-EMK und desto niedriger die Stromaufnahme.
Diese EMK-Sache scheint bei Speakern aber gar keine Rolle zu spielen, vermute ich mal. Wieso eigentlich nicht?
Die Sache funktioniert bei der Gleichstrommaschine wie folgt:
Ich habe einen Feldfluss (durch Magnete oder Eine Erregerwicklung).
Dazu orthogonal fließt der Ankerstrom, über die Lorentzkraft entsteht das Derhmoment. Bei magnetisch unsymmetrischem Rotor entstehen evt. noch Reluktanzmomente, aber die sind hier unwichtig.
Wenn sich die Maschine dreht, wird durch den Feldfluss in die vorbeilaufenden Wicklungen eine Gleichspannung induziert, die der Spannung, die den Ankerstrom verursacht entgegenwirkt. Die Spannung wird als Gegenspannung, Generatorspannung oder Gegen-EMK (elemtromotorische Kraft) bezeichnet.
Wenn ich nun an die stehende Maschine die Ankernennspannung anschließe existiert zunächst keine Gegenspannung. Es fließt ein Ankerstrom, der weit über dem Nennstrom liegt und ein sehr hohes Anlaufmoment erzeugt. Die Maschine dreht hoch, die Gegenspannung steuigt, der Ankerstrom sinkt. Das dauert solange, bis das vom Ankerstrom hervorgerufenen Moment genau dem Lastmoment entspricht. Eine Unbelastete GSM ereicht üble Drehzahlen und der Rotor wird durch Fliehkräfte zerstört.
Die Gleichungen hierzu:
Mi = c * phi * Ia
inneres Moment = Motorkonstante * Feldfluss * Ankerstrom
Ui = c * phi * Omega
Gegenspannung = Motorkonstante * Feldfluss * Kreisfrequenz (Drehzahl)
Ua = Ra * Ia + Ui
Ankerspannung = Ankerkreiswiderstand * Ankerstrom * Gegenspannung.
Der Lautsprecher funktioniert genau identisch, nur dass alles rotatorische translatorisch gedacht werden muss und die Last im Prinzip ein Federrückstellmoment ist.
Der entstehende Schalldruck ist proportional zur Membrangeschleunigung und selbige ist insbesondere über der Resonanzfrequenz über F = m * a näherungsweise proportional zur antreibenden Lorentzkraft und der Membranmasse.
Für erstere gilt: F = I * (l x B), Wobei B, l und das Kreuzprodukt durch die Anordnung gegeben sind.
Also bleibt I. I ist dann proportional zur Eingangsspannung, wenn Ui kurzgeschlossen ist. -> Die Gegen-EMK muss bedämpft werden. Man erhält diese Folgerung, ohne das Mechanische Teilsystem zu betrachten.
Pffffffffft. "Da entwich das Vakuum" - Heinrich Physik, 1857.