Watt zu sinus

@ -scope- schön, dass du mal den Job übernommen hast. Habe grad wirklich viel zu tun. Was uns das sagt kann ich dir erst sagen, wenn du so nett wärst und mir veraten würdest, wo du den Strom und Spannung gemessen hast. Direkt zwische LS und Verstärker oder hast du auch mal an der Frequenzweiche, am Chassis oder so gemessen? Da bin ich leider nicht so leicht hingekommen. Hab das heute mal mit nem PC-Oszi gemacht, aber mein veflixter Onboard LineIn hat alles zu nichte gemacht.

MFG chefchenko

schön, dass du mal den Job übernommen hast

Wenn ich mir die "FÜLLE" der praktischen Messungen anschaue, die "Andere" hier mal zum Besten geben dann ist die Definition

...mal...

m.E. nicht angebracht

Direkt zwische LS und Verstärker

Wo sonst? Das sieht man aber auch im oberen Bild.

oder hast du auch mal an der Frequenzweiche, am Chassis oder so gemessen?

Ich wüsste jetzt nicht, was das mit DEM (unserem) Problem der Paarung "Verstärker--->Box" zu tun hat.

Ich halte es für das hier besprochene "Problem" für völlig irrelevant und uninteressant.

chefchenko schrieb:

@ richi44 also die Blindleistung müsste sich doch wie bei allem minimieren, vermeiden lassen (im sinne von aktiven Frequenzweichen), evtl. kompensieren. Das Chassis hat dann wohl immer noch eine geringe Phasenverschiebung, aber die komplette Frequenzweiche wäre schon mal weg. Was kommt den bei Stereoplay bei den Tests so raus? Find ich wie gesagt besser, als die Tatsache zu ignorieren. Wie hast du das damals probiert? Die Spannung sollte dem Chassis Wurst sein, der Antrieb entsteht ja durch Magnetfelder, und die hängen vom Strom ab. Hast du von Phasenverschiebungen irgendwelche Messungen? Ist halt recht kompliziert den Strom zu messen, und mit Widerständen reduziert man die Phasenverschiebung. . Ansonsten: Breiband ohne Korrektur? Das muss ja furchtbar klingen. Hab mal die Verschiebungen Bei nem Breitbänder simuliert. (Open Baffle aus Hobby Hifi). Zwar selten aber einfach zu simulieren. Die Spannung liegt an C1 an. [img=http://img172.imageshack.us/img172/833/lsphasefe4.th.png] Soll das nichts zu machen sein? Nochmal zum Auto: LS wird auch nicht unter "normalen" Bedingungen gemessen: IEC Schallwand, Freifeld. MFG chefchenko

Erstens vergleichst Du wieder Birnen mit Äpfeln. Mich interessieren die einzelnen Frequenzgänge von Chassis dann, wenn ich eine Box bauen will. Hier geht es aber um Verstärker und ihre Leistung, also juckt es mich nicht, wie die Frequenz- und Impedanzkurve des einzelnen Chassis aussieht oder wie der Lautsprecher gemessen wurde.
Zweitens ist es natürlich richtig, dass eine Aktivbox einer Passivkonstruktion überlegen ist. Und zwar so lange, als man nicht in der Aktivweiche versucht, Dinge zu kompensieren, die nicht zu kompensieren sind, etwa das Nachscheppern von Alu-Membranen.
Nur ist die Aktivbox nicht etwas, was ich mit einem beliebigen Endverstärker betreibe, wozu auch, die Endstufe ist ja schon drin. Damit sind wir hier schon wieder am eigentlichen Thema vorbei.
Wenn es Dir um die Blindleistungen in einer Aktivbox geht, so ist zuerst mal das LR-Glied aus Schwingspule und Drahtwiderstand massgebend. Die Grössen R,L,C der Resonanzfrequenz kannst Du zwar nachbilden, aber genau da können wir ja keine Kompensation brauchen, also keine Vermeidung der Blindleistung, weil der Lautsprecher von Hause aus auf Spannungsansteuerung konstruiert ist. Damit liesse sich also das Thema RL durchaus beseitigen, wenn es denn Sinn machen würde. Du kannst natürlich ein C parallel zum Lautsprecher schalten oder irgendwelche RLC-Kombinationen, um die Blindleistung zu kompensieren. Und Du hättest dann einen total verbogenen Frequenzgang, aber den könnte man messen und per EQ wieder ausgleichen. Und wenn Du die Sache perfekt machen willst, so baust Du die Kompensationsschaltung parallel nochmals auf und verbaust sie in der Gegenkopplung der Endstufe. Damit hast Du den perfekten Ausgleich , auch jener der Klirrkomponenten durch die möglicherweise verwendeten Ferritspulen im Blindleistungs-Netzwerk


Im Ernst, Es ginge wirklich nur, wenn Du die Ein- und Ausschwingvorgänge dieses Netzwerks mit einem gleichartigen Netzwerk kompensieren könntest. Und dieser Aufwand, bloss um einen kleinen L-Anteil (und damit Blindleistungsanteil) "auszuhebeln", ist schlicht lachhaft. Das L des Tieftöners spielt ja eigentlich erst dann eine Rolle, wenn der Tieftöner schon nichts mehr wiedergibt, also oberhalb der Trennfrequenz.
Kurz gesagt: Zu den meisten Tief- und Mitteltönern sind die Angaben zu L und R der Schwingspule vorhanden, also lässt sich die Blindleistung berechnen.

Dass die Spannung eigentlich Wurscht sein sollte, ist schon klar. Nur wenn Du mit konstantem Strom ansteuerst, so bekommst Du eine deutliche Überhöhung des Frequenzgangs bei der Eigenresonanz. Dies, weil ja der Strom konstant ist, die Impedanz da aber ein Maximum von meinetwegen 5 mal Nennimpedanz erreicht, damit die Spannung ebenfalls 5 mal höher ist, was eine 5 mal höhere Leistung zur Folge hat.
Genau darum ist der Verstärker keine Stromquelle, sondern eine Spannungsquelle. Und genau darum interessiert die Blindleistung (die im Resonanzbereich recht ausgeprägt wird) einen feuchten...

Breitband ohne Korrektur? Da machen die Leute so ein Theater um die Greencone von Saba. Diese Tröten, wie alle anderen Radiolautsprecher wurden ohne Korrektur betrieben. Und wenn ich mit den Freifeld-Frequenzgang eines guten Breitbänders anschaue, so wüsste ich nicht, wo ich korrigieren müsste. Und wenn es nötig wäre, so wären es Resonanzen, die ich mit einem normalen Equalizer nicht beheben kann, weil die Einschwingzeit der Resonanz beim Lautsprecher anders verläuft als beim Equalizer. Und wenn ich denn ein Korrekturglied einsetzen würde, so wäre dies ja wieder ein Quell von Blindleistungen und ein Leistungsvernichter, wenn ich noch Widerstände mit verbaue.

Mein lieber Freund, es führt kein Weg daran vorbei, dass mich und im Grunde auch Dich und jeden anderen die Blindleistung nicht interessiert. Entweder vergleiche ich Verstärker oder Lautsprecher oder stelle Kombinationen zusammen, wie früher die Musiktruhen. Da wurden Trötenfehler mit mieser Elektronik kompensiert. Gezählt hat nur das Ergebnis.
Sowas ist heute eigentlich undenkbar, denn ich will bei Bedarf an meiner Anlage auch mal andere Boxen betreiben können. Das wäre aber bei jeder Art von Blindleistungskompensation per Elektronik nicht möglich.

Noch ein Wort zu dem RLC-Haufen, den Du da eingestellt hast. Falls dies ein Ersatzschaltbild für einen Lautsprecher darstellen soll, wären die Angaben hilfreich, um welche Funktionen es sich bei den einzelnen Bauteilen handelt. Und ausserdem müsste der Drahtwiderstand als erstes die Minimalimpedanz zu den Klemmen festlegen.
Falls es sich um eine komplette Box, also eine konkrete Konstruktion handelt, macht die ganze Anhäufung von Bauteilen so schon gar keinen Sinn.

Wenn ich ohne Simulation nur mal den Impedanzverlauf über den Frequenzgang nachvollziehe, so ist bei F=0 Z=0. Das ist ja schon mal Quatsch und nicht zulässig. Weiter fragt sich, was eine Serieschaltung von Resonanzkreisen mit den Frequenzen 810Hz, 1,9kHz, 2,7kHz und 7,9kHz sowie einer Spule von 0,7mH soll. Da die Spulen keinen Drahtwiderstand haben, ist die Spulengüte und damit die Kreisgüte (ausser dem 7,9kHz-Kreis, der 22 Ohm verbaut hat) unendlich, was ja wiederum Quatsch ist.
Ich weiss ja nicht wo Du dieses Konglomerat her hast, aber Sinn macht es auf keinen Fall. Und es ist auch nicht zu sehen, was die blaue und grüne "Sinus"-Linie soll. Dass an einem Verstärker diese Konstruktion zu einer Ausgangsspannung im Sinne der grünen Linie führt, verwundert nicht, ist aber geräteabhängig, sowie frequenzabhängig und da weder Gerät noch Frequenz angegeben sind, ist die ganze Übung nur einfach Unsinn.

Blindleistung und Wirkleistung bei einem Lautsprecher haben völlig andere Bedeutung als bei einem Elektromotor.

Es geht bei einem Lautsprecher(chassis) immer um den aktustischen "Output"

Chassishub ohne Strahlungswiderstand entspricht Blindleistung.

Mit der unsinnigen Simu haste recht. Sollte ein kompletter LS sein. Spannung und Strom war an der Frequenzweiche.

Darf ich einen Verstärker mit Schwingkreis am Ausgang als Kraftwerk verkaufen?

Aus -scope- s Messunungen konnte man im Tieftonbereich leider nichts erkennen.

Meine Überlegungen waren halt, ob man nicht mit Kondensator in Reihe oder Widerstand mehr Power kriegt. Bei GHP scheint das ja n bisschen zu klappern. Die Kapazitäten sind ja so groß dimensioniert,dass sie keine nutzbaren Frequenzen sperren.
Gut beim Thema Verstärker an sich isoliert betrachtet ist das wohl fehl am Platz, aber ein Verstärker allein kann auch keine Leistung bringen.

Um mal vom Thema abzuweichen: Weis jemand zufällig was Bemessungsstehwechselspannung genau bedeudet? Ist irgendeine Isolationsprüfspannung. In einem Beispiel war sie 35kV.


MFG chefchenko

in diesem Sinne,
hier mal ein passender und bemerkenswerter Grundlagen-Passus zum Thema notwendige Verstärkerleistung bei untersch Lautsprecher-Wirkungsgraden aus der HOBBYHifi Ausgabe Aug/Sep2006 Seite 13:




mit den "richtigen" Lautsprechern sind 50W lauter als 2000W!

@ Kobold
Diese Auflistung ist im Grunde keine neue Erkenntnis, Zu erwähnen ist, dass die Zimmerlautstärke mit 85dB um 10dB zu hoch angesetzt ist, weil man sich ja bei Musik in Zimmerlautstärke noch unterhalten möchte. Und normale Sprache ist etwa 75dB laut. Damit wäre die Zimmerlautstärke mit einem Kennschalldruck von 88dB des Lautsprechers und 50mW erreichbar.

@ chefchenko
Jetzt kommen wir der Sache langsam näher. Wenn wir die ganze Geschichte wie ein Kraftwerk betrachten, stört uns die Blindleistung.
Zur Erzielung einer geringen Blindleistung ist eigentlich fast keine mechanische Leistung nötig. Das Problem ist aber, dass wir einen Blindstrom haben, der am Ri des Generators sowie am Ri der ganzen Verteilanlage Spannungsabfälle erzeugt, die letztlich Wirkleistung sind, die aber dem Kunden nicht verrechnet werden, weil der Stromzähler nur die Wirkleistung berücksichtigt, und das am Verbraucherstandort. Das bedeutet, dass zur Erzielung der Blindströme der Generator in der Lage sein muss, diese Ströme zu liefern, also für diese zusätzlichen Ströme etwas dickeren Draht braucht und somit teurer wird und dass die aus den Widerständen und dem Blinstrom resultierenden Wirkleistungen Versluste darstellen, welche vom Kraftwerksbetreiber abzugelten sind. Dass er natürlich den Strompreis so festlegt, dass diese Verluste berücksichtigt sind, versteht sich.

Vergleichen wir das mit dem Verstärker, so haben wir bewusst kleine Ri in den Lautsprecherkabeln und im Verstärker. Folglich ist die entstehende Verlustleistung als Produkt aus Blindstrom und Spannungsabfall gering. Wir brauchen also nicht sehr viel mehr Enegrie aus dem Netz deswegen und mit Sicherheit auch keine grössere Kühlung. Dies zum einen.
Und zweitens haben wir beim Kraftwerk die Möglichkeit, bei den meist induktiven Verbrauchern den Blindstrom mit einem Kondensator zu kompensieren, weil es sich ja immer um 50Hz dreht und um nichts anderes.
Da ist die Sache beim Verstärker weit komplizierter. Erstens haben wir ein Frequenzband, das sich nicht mit einem einfachen C kompensieren lässt und zweitens ist es nicht nur die Induktivität, die den Blindanteil bewirkt, sondern es ist auch ein Stück Mechanik, verbunden mit der Gegen-EMK des Lautsprechers.

Letztlich ist noch die Messung von Scope zu erwähnen.
Wenn man die Phasenverläufe in einer Zeitschrift betrachtet, so sieht es immer aus, als ob sich die Phase um mehrmals 360 Grad drehen würde. Dies ist Blödsinn, wird aber munter verbreitet. Eine Phasendrehung über mehrmals 360 Grad entsteht bei einem Vergleich eines verzögerten und eines unverzögerten Signals aus der Laufzeit. Oder es entsteht, wenn man ein Signal durch eine Reihe von Allpässen schickt. Aber:
a) bewirkt der Allpass zwar einen verzögerungsentsprechenden Phasengang, aber kleine (nennenswerte) Verzögerung und
b) haben wir es beim Lautsprecher mit einer relativ geringen und im Mittel auch recht konstanten Phasendrehungzu tun. Dies hat Scope nachgemessen.
Der Unsinn mit den mehrmals 360 Grad kommt eigentlich daher, dass ein voreilendes und ein nacheilendes Signal im Phasendiagramm prinzipiell gleich aussieht. Es ist immer eine Linie von links oben nach rechts unten. Diese Linie ist niemals umgekehrt, wie man das eigentlich erwartet.
Haben wir es mit einem voreilenden Signal zu tun, also einem Hochpass, so ist die Phasendrehung bei tiefen Frequenzen vorhanden, also startet das Signal bei +180 Grad und endet bei Null grad, ist das Signal nacheilend, so startet es bei NUll und endet bei minus 180 Grad. Und da minus und plus 180 Grad identisch sind, glaubt man dieser mehrfachen Drehung.

Aus all diesem müssen wir doch zum Schluss kommen, dass bei elektrischen Phasendrehungen um die 20 Grad der Blindanteil noch recht bescheiden ist, dass er sich nicht vermeiden lässt, weil er zum Teil eine mechanische Funktion ist, dass er uns nicht stört, weil wir niemandem die Wirkleistung in Rechnung stellen können und dass wir ihn auch nicht so einfach kompensieren können, da es sich nicht um eine Frequenz, sondern ein Frequenzband handelt.

Aus -scope- s Messunungen konnte man im Tieftonbereich leider nichts erkennen.

Doch!
Man konnte erkennen, dass die Phasenverschiebung bei 40 Hz, bei dieser Box, nahe null Grad lag.


Richi schrieb:

Aus all diesem müssen wir doch zum Schluss kommen, dass bei elektrischen Phasendrehungen um die 20 Grad der Blindanteil noch recht bescheiden ist, dass er sich nicht vermeiden lässt, weil er zum Teil eine mechanische Funktion ist, dass er uns nicht stört, weil wir niemandem die Wirkleistung in Rechnung stellen können und dass wir ihn auch nicht so einfach kompensieren können, da es sich nicht um eine Frequenz, sondern ein Frequenzband handelt.

Abend!

Also ich habe mal nochmal ein Blatt mit Normen zur Leistungsmessung herausgekramt. Dort fand ich die Norm 45500. Bei Wikipedia fand ich folgenden Auszug:

Beispiele der Norm (vor allem für die Verstärker-Einheit) sind ein linearer Frequenzgang von 20 Hz bis 12,5 kHz sowie die Angabe einer Sinus-RMS-Leistung in Watt (in Abhängigkeit der Anschlussimpedanz, meistens 8 Ohm) bei einem maximalen Klirrfaktor von 1 %.

Meine Frage und der Grund warum ich eingentlich zu RMS geschrieben hatte: Kann ein Hersteller, wenn er mit LS mit hohen Phasenverschiebungen herankarrt, Leistungen angeben, die weit über seriös sind? Oder nimmt man als Anschlussimpedanz eine veränderliche Last, und simuliert so die Impedanz?

Ging mir natürlich nie um die Heimmesserei. Wer da zuviel misst der bescheisst sich höchsten selber.

Kobold01 s Ansicht kann ich nur unterstützen. Gibt leider viel zu viele, die Verstärker mit ein paar hundert oder sogar über tausend Watt haben aber keine LS die über 87dB kommen. Speziell im Auto.

MFG chefchenko

Ging mir natürlich nie um die Heimmesserei. Wer da zuviel misst der bescheisst sich höchsten selber.

Sehe ich anders....Wer zuviele Links aus dem Internet zusammensammelt, und auf dem PC irgendeinen Unsinn Simuliert.....DER bescheisst sich selbst.

Kobold01 s Ansicht kann ich nur unterstützen. Gibt leider viel zu viele, die Verstärker mit ein paar hundert oder sogar über tausend Watt haben aber keine LS die über 87dB kommen. Speziell im Auto.

Möchtest du wiedermal "Eulen nach Athen tragen" ?
Die zusammenhänge zwischen erzielbarer Lautstärke und dem Wirkungsgrad der Geräte und Lautsprecher sind wirklich allen hier bekannt....Das kannst du zur Abwechselung wirklich glauben.

Nun ist es aber so, dass es Menschen auf dieser Erde gibt, deren subjektive Leidenschaft nunmal der Musikkonsum aus ganz bestimmten Lautsprechertypen ist, und die mit dem Gedudel eines Klipschhorns (das sicher ebensoviele Freunde hat), absolut nichts anfangen können.

Und um eben diese GEGEBENE, wirkungsgradarme Technik ab und zu im Wohnzimmer mal etwas "peppiger" anzusteuern, verlangt es nunmal nach Endverstärkern, die am Ohmschen Widerstand und auch an komplexen Lasten stets (weitgehend) konstante, unverzerrte Ausgangsspannung liefern.
Da diese Leistung heutzutage preiswert und sauber zu erzeugen ist, stellt es kein erwähnenswertes Problem mehr dar.
Es ist darüberhinaus sogar oft SO viel "reale" Leistung vorhanden, dass man die Heimboxen damit zerstören könnte, wenn man es denn wollte....Also "reicht" es doch.

Ist das soweit angekommen. Es verlangt wirklich Niemand von dir, dass du das befürwortest.

Wo also liegt das "Restproblem", welches noch zu klären wäre?


PS:

Kobold01 s Ansicht kann ich nur unterstützen

Ich kann es hingegen bleiben lassen, da ich mir meine Lautsprecher in all den Jahren noch NIE nach ihrem Wirkungsgrad ausgewählt habe....Der hat mich NIE interessiert.

Dazu waren meine Zimmer immer zu klein, und meine Endstufen zu stark.

Nur so nebenbei: Ein bei Zimmerlautstärke betriebener 200W-Verstärker in classAB-Technik hat in diesen Moment einen sehr nahe an 0 liegenden Wirkungsgrad. Den hohen Spulenwiderstand der Lautsprechenspule kann man ohnehin nicht kompensieren. Was macht da die Phasenverschiebung und die damit verbundene Blindleistung denn aus??? Der Verstärker muss halt nur phasenverschoben hohe Ströme treiben können (was die wenigsten AMPs können). Ein class D-Verstärker sieht die Blindleistung übrigens nicht als Verlustleistung, sondern schiebt sie wieder in den Zwischenkreis! Bei Halbbrücken kann da bei Tiefen Frequenzen die Zwischenkreisspannung so hoch über die Netzteilspannung steigen, dass etwas kaputtgeht (Mir sind die Elkos schon einmal geplatzt).

Gruß

Thomas

Einfach so, weils grad so schön ist:
Wenn wir Überlegungen betreffend Wirkungsgrad anstellen und uns überlegen, wieviel Watt wir aus dem Netz für eine bestimmte Lautstärke beziehen, ist das mal das Eine. Aber wenn wir uns überlegen, was wir mit dieser Netzleistung gescheiteres anfangen könnten...

Angenommen, wir haben eine Maschine, die Löcher bohrt. Dazu benötigt sie Leistung aus dem Stromnetz. Je höher der Wirkungsgrad, desto mehr Löcher bohrt sie bei gleicher aufgenommener Leistung. Und da sie ja auch Leistung braucht, um Lärm zu machen (wie unsere Stereo-Anlage), ist eine vom Prinzip her leise Maschine rentabler als ein lautes Klapperding.

Das bedeutet doch, dass Musik hören die schlechteste Idee ist. Man braucht Leistung und macht damit Lärm, obwohl Lärm normalerweise nur ein Abfallprodukt ist. Und unsere Anlage bohrt nicht mal Löcher...

Das ist fast so sinnlos wie ein Gemälde. Es hängt da, hat Geld gekostet, man muss es jede Woche abstauben und es tut sich nix. Die Sonne geht nicht auf und nicht unter, sie bleibt wie gemalt. Da gibts nicht mal einen Wirkungsgrad.

Ich will mit diesem Stuss-Erguss nur andeuten, dass wir so etwas wichtig-unnützes wie Musik doch nicht nach Wirkungsgrad betrachten sollten. Ja, wenn wir mit der Abwärme der Anlage Kaffee kochen könnten, aber soweit ist die Industrie noch nicht

Dann kauf doch einfach ne Bohrmaschine und nen Dremel (dann kannst auch hohe Töne machen), verkauf deine Anlage und gut ist.

Dann kannst Du sogar den Kaffee noch mit der Bohrmaschine rühren, den Du durch Abwärme vorm Verkauf deiner Anlage gemacht hast........

Das bedeutet doch, dass Musik hören die schlechteste Idee ist. Man braucht Leistung und macht damit Lärm, obwohl Lärm normalerweise nur ein Abfallprodukt ist. Und unsere Anlage bohrt nicht mal Löcher...

meine Stereoanlage macht keinen Lärm.

Da hier einige so große Probleme mit den Blindleistungen ihrer Lautsprecher haben, schlage ich vor, zwischen Verstärker und Lautsprecher je eine kleine Synchronmaschine als Phasenschieber zu setzen, bin gespannt wie das klingt & werde diesen Denkanstoß auch im Voodoo-Forum anbringen (vllt. lässt sich ja damit jetzt das große Geld machen)

Es geht hier nicht unbedingt um die Blindleistung, denn diese ist im Verhältnis gering. Es geht vor allem um den schlechten Wirkungsgrad, also darum, dass wir rund 99% der Leistung in Wärme verwandeln und nur 1% in Musik oder Lärm oder was auch immer.
Und darum bringt uns ein Phasenschieber nichts.

Hallo,

wenn man das ganzheitlich betrachtet kommt da viel weniger als 1% Wirkungsgrad raus.
Z.b.
Kraftwerk ca. 35%
Verluste bis zur Steckdose, geschätzt 5-10% entspricht 90-95%.
A/B Verstärker max 70%, bei Zimmerlautstärke ca. 5%
Lautsprecher ca. 1%
und jezt kommts erst richtig: wieviel Promille der abgestrahlten Schallenergie wird verwendet um das Trommelfell zu bewegen ?
Zur überschlägigen Berechnung habe ich einen Hörabstand von 2m und eine unendliche Schallwand die ins Freifeld abstrahlt angenommen. Das ergibt eine Halbkugeloberfläche von 4*3,14*2*2/2 = 25,12m²
dazu in Relation der Gehörgang mit ca. 1cm²
1cm² / 251200cm² = 0,0000039 = 0,00039%

Darum ist aus dieser Sichtweise der gebrauch von in-Ear Hörern angebracht.

Zur Schein- Blindleistung von Lautsprechern: Wer will, kann ja seine Lautsprecher nicht nur Impedanzlinearisieren, sondern auch Phasekompensieren.

Grüße
Thomas

tede schrieb:

Zur Schein- Blindleistung von Lautsprechern: Wer will, kann ja seine Lautsprecher nicht nur Impedanzlinearisieren, sondern auch Phasekompensieren. Grüße Thomas

Hallo Tom,
ist die Blindleistung beim LS nicht die Membranbewegung ohne Strahlungswiderstand? Dann hilft nämlich Phasenkompensation auch nicht weiter

Nochmals: Blindleistung ist jene Leistung, die sich am Widerstand VOR dem Verbraucher in echte Leitung umsetzt. Haben wir z.B. eine rein kapazitive oder rein indukrive Last, so sind Spannung und Strom gegeneinander um 90= phasenverschoben. Damit ergibt sich keine Leistung am Verbraucher.

Da aber der Strom am vorgeschalteten Widerstand einen Spannungsabfall erzeugt, also an der Zuleitung, an der Weiche, am Emitterwiderstand des Endverstärkers und an den Transistoren, ergibt dies eine Leistung, die vom Netzteil aufzubringen ist.

Nehmen wir als Beispiel einen Lautsprecher mit einer Schwingspuleninduktivität von 0,5mH und 6,4 Ohm Gleichstromwiderstand, so ist erst bei 2037Hz XL = R, entsprechend einer Phasenschiebung von 45 Grad. Das ergäbe eine Impedanz von 9,051 Ohm.

Die Blindleistung fällt also um einiges geringer ins Gewicht als der Wirkungsgrad. Bei reiner Blindleistung würde sich die Membrane nicht bewegen und die Schwingspule nicht erwärmen, weil es ja keine realen Wirkleistungen sind. Beim Lautsprecher aber gibt es geringe Schwingspulenbewegungen und vor allem eine hohe Wärmeentwicklung. Daher nochmals:

Wirkungsgrad ist das Eine und bedeutet immer Wärmeentwicklung, Blindleistung oder Scheinleistung das Andere, das mit der elektrischen Phasenverschiebung zu tun hat.
Blindleistungen kann man durch Spulen oder Kondensatoren kompensieren, aber NUR bei EINER FREQUENZ. Somit gibt es bei einem Frequenzband keine Blindleistungs-Kompensation!! Und es bringt auch nichts, da immer noch 99% der zugeführten Leitung in Wärme verwandelt wird.

Hallo,

@UKW
ich dachte dabei an die für die Endstufe "sichtbaren" elektrischen Phasenverschiebungen des Lautsprechers. Die müssten mit einem Netzwerk aus RLC's, das sich Phasenmäßig spiegelbildlich zum Lautsprecher verhält, vollkommen kompensierbar sein.
Sinn machts meiner Meinung keinen.

@richi44
Nochmals: Blindleistung ist jene Leistung, die sich am Widerstand VOR dem Verbraucher in echte Leitung umsetzt.

das ist nicht richtig.
Blindleistung ist die Leistung, die zwischen Generator und Verbraucher hin und her Pendelt, und auf den verlustbehafteten Zuleitungen Verluste verursacht. Die sind aber wiederherum Wirkleistung.

Eine andere Überlegung:
Eine Endstufe sollte imstande sein (wegen eben der Phasenverschiebungen der Lautsprecher) z.b. bei positiver Ausgangsspannung, einen negativen Strom zu liefern.
Kann das eine normale A/B Endstufe ?

Grüße
Thomas

tede schrieb:

Hallo, @richi44 Nochmals: Blindleistung ist jene Leistung, die sich am Widerstand VOR dem Verbraucher in echte Leitung umsetzt. das ist nicht richtig. Blindleistung ist die Leistung, die zwischen Generator und Verbraucher hin und her Pendelt, und auf den verlustbehafteten Zuleitungen Verluste verursacht. Die sind aber wiederherum Wirkleistung. Eine andere Überlegung: Eine Endstufe sollte imstande sein (wegen eben der Phasenverschiebungen der Lautsprecher) z.b. bei positiver Ausgangsspannung, einen negativen Strom zu liefern. Kann das eine normale A/B Endstufe ? Grüße Thomas

Die Blindleistung ist, wie auch Du sagst, die Leistung, die auf der Zuleitung oder anderen vor dem Verbraucher liegenden Widerständen Verluste verursacht, also zu einer Wirkleistung wird, denn nur diese kann zu Verlusten führen und dazu braucht es die Widerstände der Zuleitung oder andere Widerstände.
Wenn Du meine Aussage genau gelesen hättest, hättest Du gemerkt, dass es sich um das Gleiche handelt, das auch Du sagst. Also sind wir uns einig.

Wenn Du eine Spannungsquelle hast, und das ist eine normale Endstufe nun mal, so fliesst der Strom in Abhängigkeit der Spannung und der Last. Solange die Last ohmisch ist, ist Strom und Spannung in Phase.
Nehmen wir nun mal an, die Lautsprechermembran bewege sich nach der Musik noch weiter (Ausschwingen, das tut sie wirklich), so entsteht an der Schwingspule wieder eine Spannung, die rückwärts in die Endstufe geführt wird und an dieser einen Strom fliessen lässt. Da ist es durchaus möglich, dass der Strom gegenüber der Spannung negativ sein kann, wenn nur die entstandene Gegenspannung höher ist als die eigentlich von der endstufe gelieferte.
Oder wenn wir einen idealen Kondensator an den Verstärkerausgang schalten, so wird dieser Kondensator durch die momentan vorhandene Spannung aufgeladen. Dies geschieht, bis der Kondensator maximal geladen ist. Wenn wir nun die Endstufen-Ausgangsspannung auf Null setzen (Nulldurchgang des Sinus), so liegt am Ausgang noch die Ladung des Kondensators an.
Durch die Gegenkopplung sieht die Eingangsschaltung, dass nichts am Eingang anliegt, aber etwas am Ausgang vorhanden ist. Da dies nicht sein darf, schickt die Eingangsschaltung nun ein Signal in die Endtransistoren, die das anliegende, falsche Signal kompensieren soll. Damit wird also der Kondensator entladen und es fliesst ein Strom aus dem Kondensator in die Endstufe.

Du siehst, es ist durchaus möglich, dass ein Strom bei Spannung Null fliessen kann. Nur ist wie gesagt immer auch der Drahtwiderstand der Schwingspule beteiligt (solange die verbaute Weiche nicht völlig falsch dimensioniert ist) und damit halten sich solche Blindströme sehr in Grenzen.
Bei tiefen Frequenzen spielt die Induktivität noch eine geringe Rolle und bei hohen Frequenzen reduziert sich der Strom ohnehin, wenn R und L gleichzeitig wirken. Eine normale Endstufe ist also durchaus in der Lage, negative Ströme zu liefern.

Hallo richi44,

ich hab das so verstanden, dass du mit Blindleistung, die Verlustleistung in den Zuleitungen meinst. Das ist nicht richtig.
Die Verluste in den Zuleitungen sind fast nur Wirkleistung.

Thomas

Die Scheinleistung ist immer jene "Leistung", die man aus Strom und Spannung durch Multiplikation berechnen könnte, wenn man die Phasenverhältnisse nicht einbezieht, also einfach U mal I.
Sie entsteht aber nur an elektrischen Verbrauchern, die eine Phasenschiebung von I zu U haben, also Induktivitäten und Kapazitäten. Die Differenz zwischen Scheinleistung und Wirkleistung ist die Blindleistung.

Nochmals:
Bei der Wirkleistung (Widerstand) sind Strom und Spannung in Phase.
Bei der Scheinleistung (Impedanz) sind Strom und Spannung nicht in Phase, die Abweichung liegt zwischen Null und 90 Grad. Diese Scheinleistung ist das Produkt von U und I, ohne Phasenbetrachtung.
Die Blindleistung ist der Anteil, bei welchem die Spannung und der Strom eine Phhasneverschiebung von 90 Grad aufweisen (L oder C)

Wenn wir den Lautsprecher nehmen (ich hab das mal in einer früheren Antwort erwähnt) mit einem L von 0,5mH und einem R von 6,4 Ohm, so wird die Phasenschiebung bei rund 2kHz 45 Grad und Z rund 9 Ohm.
Bei dieser Frequenz hätten wir einen Blindleistungsanteil von 50%. Das bedeutet, dass in den Verlustwiderständen aus Zuleitung, Transistor usw. ein höherer Anteil an Verlustleistung anfällt, als die eigentliche Wirkleistung (die Hälfte der total berechneten Leistung aus U und I) ergeben würde.

Blindleistung ist also immer der phasenverschobene Anteil, der durch L oder C des Verbrauchers entsteht und hat nichts mit mit dem Wirkungsgrad zu tun.
Die Verlustleistung in der Verlustwiderständen entsteht unabhängig von der Phase und ist nur von U und I abhängig. Sie hat nichts mit Blindleistung zu tun, denn diese Verlustleistung ist eine reine Wirkleistung.

man nennt es: komplexe Wechselstromrechnung.

@e_a_d_g
.... schön wäre es, wenn Du mit einem kurzem Statement zur Fragestellung dienen könntest. Ergänzungen bzw. Verbesserungen von Post´s sind absolut erwünscht - jeder kann sich mal irren.

Gruß
Detlef


PS: Hier im HiFi-Forum muss man auch nicht Studienabbrecher sein, es reicht, wenn sich man vor/während/nach/ohne Studium mit etwas Erfahrung glaubwürdig und nachvollziehbar zu einem Sachverhalt äußert.

Also, dann wollen mir und rollen das ganze Thema von ganz vorne noch mal auf.

Sinusleistung 1% Klirr.
Damit wird angegeben wieviel Headroom/Aussteurbarkeit der Amp zur Verfügung stellt wenn das Signal an die Clipping-Grenze geht. Diese angegebene Leistung bedeutet aber nicht(!) dass der Verstärker diese Lesitung dauerhaft zur Verfügung stellen kann. Das muss er auch nicht weil man mit Audio-Signalen allenfalls ca. 30% dieser 1% Klirr Sinus-Leistung aus einem Verstärker ziehen kann ohne dass es hörbar clippt. Noch höhere Leistungsangaben mit z.B. 10% Klirr sind also von vorn herein bedeutungslos.

Rosa Rauschen.

Allgemein wird zum Austesten von Lautsprechern Rosa Rauschen mit 6 dB Peak Limit verwendet.
Das Rosa Rauschen ist zudem mit -12dB/Oktave bandgefiltert. Das bedeutet, das Frequenzband beginnt jeweils 1 Oktave oberhalb untere Grenzfrequenz und endet 1 Oktave unterhalb obere Grenzfrequenz des Lausprechers.

Beispiel Lautsprecher mit 40Hz .. 18kHz, Das testsignal Rosa Rauschen ist auf 80Hz .. 9 kHz bandgefiltert.

Die 6 dB Peak Limit bedeuten dass im Signal 6 dB Peaks entahlten sind.

Beispiel Rosa Rauschen 100 Watt RMS, die +6dB Peaks im Signal stehen für 400 Watt Peakleistung. Trotzdem hat das Signal aber nur 100 Watt RMS.


Ermittlung der RMS-Belastbarkeit eines Lautsprechers.mit Rosa Rauschen.

Der Lautsprecher wird zwei Stunden mit Rosa Rauschen (siehe oben) belastet. Hat sich eine der elektrischen oder mechanischen Eigenschaften (TS-Parametr) nach dem Test um mindestens 10% dauerhaft geändert ist die RMS-Belastbarkeit erreicht. Das bedeutet aber nicht dass der Lautsprecher bei noch höherer Belastung stirbt.

Wie hoch ein Lautsprecher im Bassbereich belastbar ist wird mit dem Test nicht erfasst. Im Bassbereich (unterhalb 60Hz) sind Lautsprecher deutlich weniger belastbar. Stark komprimierte Signale die zudem im Bassbereich geboostet sind (Disco usw.) können einen Lautsprecher sterben lassen ohne dass die RMS-Belastbarkeit erreicht wird.

Oftmals findet man Angaben in denen die Peakbelastbarkeit in etwas nur doppelt so hoch ist wie die RMS-Belastbarkeit. Das hat zur Folge dass man eher an die Peakbelastbarkeit (maximale Auslenkung) herankommt wärend die RMS-Belastbarkeit noch Reserven hat. Bei sehr stark komprimierten Signalen kann das aber auch in etwa zueinander passen.

Kombination Verstärkerleistung / Lautsprecherbelastbarkeit.

Allgenein kann die Verstärkerleistung (1% Klirr) bis doppelt so hoch gewählt werden wie die RMS-Belastbarkeit des Lautsprechers. Der Grund findet sich in der Dynamik eines jeden Audiosignals und im relativ hohen Scheitelfaktor (Peak To RMS) des Signals. Beides zusammen fürhrt dazu dass die Sinusleistung niemals erreicht wird sondern maximal ca. 30% davon (unkomprimiertes Signal). Rechnet man noch ein wenig Reserve ein die in Form von gepufferter Energie in den Elkos sitzt kann man ca. 30% auf die Sinusleitung 1% Klirr addieren. Das wäre dann der maximal mögliche Headroom (Aussteuerbarkeit) des Verstärkers.

Gegenkopplung:
die ist nötig um den Klirr eines Verstärkers und seinen Innenwiderstand an den Ausgangsklemmen möglichst gering zu halten. Zudem sorgt die Gegenkopplung dafür dass der Lautsprecher nicht einfach frei nachschwingen kann sondern immer kontrolliert auslenkt.
Der Grund: die vom Lautsprecher induzierte Spannung wird von der Gegenkopplung erkannt und der Verstärker regelt die Abweichung über Soll- Istwertvergleich (die Gegenkopplung) aus.

Bei Röhrenverstärkern ist die Gegenkopplung/Schleifenverstärkung deutlich kleiner. Das ist zumindest einer der Gründe warum ein Röhrenverstärker immer anders klingen muss.

Clipping/Gleichstrom:
Gefährdung für den Lautsprecher besteht immer dann wenn bei hoher Belastung das Verhältnis zwischen Leistung und Kühlung nicht mehr passt. Solange der Lautsprecher mit dem Signal leistungstechnisch betrachtet zurechtkommt ist es ihm so ziemlich egal wie das Signal aussieht. Das könnte durchaus auch ein Rechteck mit 30% seiner Nennbelsatbarkeit (RMS) sein.
(...Voraussetzung ist natürlich der Lautsprecher taugt was und seine Belastbarkeitswerte stimmen).
Die häufigste Ursache für verunfallte Speaker sind stark komprimierte Signale bei sehr tiefer Frequenz und hoher Leistung (DJ, Disco)

...hier alles richtigzustellen ist an sich unmöglich. Aber für's grobe sollte das genügen.

Clipping/Gleichstrom: Gefährdung für den Lautsprecher besteht immer dann wenn bei hoher Belastung das Verhältnis zwischen Leistung und Kühlung nicht mehr passt. Solange der Lautsprecher mit dem Signal leistungstechnisch betrachtet zurechtkommt ist es ihm so ziemlich egal wie das Signal aussieht. Das könnte durchaus auch ein Rechteck mit 30% seiner Nennbelsatbarkeit (RMS) sein. (...Voraussetzung ist natürlich der Lautsprecher taugt was und seine Belastbarkeitswerte stimmen). Die häufigste Ursache für verunfallte Speaker sind stark komprimierte Signale bei sehr tiefer Frequenz und hoher Leistung (DJ, Disco)

Das ist schier und ergreifend falsch!
Einem Lautsprecher ist es völlig latte, wie heiß der Transistor ist.
Gefährlich ist speziell für Hochtöner das Clipping durch die Komprimierung. Richtig. Die entsteht aber durch Übersteuerung und _nicht_ durch Überhitzung.
Deshalb ist es bspw. bei PA-Ketten so wichtig, dass der Mixer auch über 0db noch einigermaßen übersteuerungfest ist und eben nicht direkt anfängt zu clippen, wenn mal ein unwissender DJ tätig ist.

Neutrogeno schrieb:

Einem Lautsprecher ist es völlig latte, wie heiß der Transistor ist.

Neutrogeno schrieb:

Gefährlich ist speziell für Hochtöner das Clipping durch die Komprimierung. Richtig. Die entsteht aber durch Übersteuerung und _nicht_ durch Überhitzung.

Die Überhitzung bezog sich (vermutlich) auf die Schwingspule.

Aber ich gebe zu, dass der Bezug (mindestens) sehr missverständlich oder ungenau angegeben ist.

Was soll das denn?
Der Beitrag von e-a-d-g ist sehr gut,
insbesonders, weil er die Zusammenhänge/ Unterschiede zwischen thermischer und mechanischer Überlastung eines Lautsprechers sehr gut darstellt.

Und das Ammenmärchen vom Gleichstrom aus einem Verstärker beim Clipping ist einfach nicht tot zu kriegen.
Es ganz klar immer Wechselstrom weil es ein Hifi oder PA Verstärker ist und kein Batterieladegerät

Der Energiegehalt/ el. Leistung eines voll Clippenden Verstärkers mit Rechtecksignalen entspricht annähernd dem Energiegehalt/ Leistung eines Gleichstromsignales.

Ein Blick auf ein Oszi verschafft Klarheit

NATÜRLICH ist der Gleichstromanteil =0! In meinem Beitrag steht KEIN WORT zum GLEICHSTROM AUS DEM VERSTÄRKER!!!
Ich habe NICHTS anderes behauptet!

Fakt ist, dass, wie oben formuliert die Temperatur des TRANSISTORS nichts, aber rein GAR NICHTS zur Sache beiträgt.

Allein durch (Spannung( Übersteuerung erfährt die Ausgangskurve ein Signal, dass sich nach F.T. einem Rechtecksignal annähert und somit vom Energiegehalt her komprimiert ist. Und genau DAS brät die Hochtonspulen!

Der Energiegehalt/ el. Leistung eines voll Clippenden Verstärkers mit Rechtecksignalen entspricht annähernd dem Energiegehalt/ Leistung eines Gleichstromsignales.

Und genau DAVON rede ich und ich weiß nicht, warum du deinen Beitrag überhaupt verfasst hast.

ukw, ich schätze deine Beiträge normalerweise sehr, dein Fachwissen was Messtechnik angeht ist nicht zu verachten. Was du mir hier allerdings sagen möchtest... ich weiß es nicht.