Auteur Sujet: nombre de HP et rendement.  (Lu 1332 fois)

etsimonogn

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Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #45 le: octobre 11, 2018, 19:31:18 pm »
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La relation de la pression acoustique émanant du HP à la tension qu'on lui applique est directe.
Mea culpa : tu as bien raison ! Si la membrane à déjà la bonne accélération, il ne faut pas lui en fournir. La tension est l'image de l'accélération de la membrane, par conséquent en contrôlant la tension on contrôle effectivement la membrane et donc la puissance acoustique générée.
Pas la puissance mais la pression comme dit:
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Maintenant pourquoi il faut contrôler la tension à une bobine de HP pour contrôler la pression acoustique générée ?
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Imaginez que vous appliquez une force sinusoïdale sur votre membrane de HP. Votre membrane et tout ce qui est lié (appelons l'ensemble "équipage mobile") bouge. Cette masse, c'est approximativement la valeur Mms si je ne me trompe pas (Mms pour moi c'est plutôt une masse apparente je dirai...).
Mms c'est la masse totale déplacée = Mmd masse de l'équipage mobile + Mma masse d'air déplacée.
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En effet, lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension appelée force électromotrice ε {\displaystyle \varepsilon } \varepsilon . Ces phénomène est décrit par la loi de Lenz-Faraday.
Tout à fait. Une erreur courante c'est de penser que c'est un courant qui est induit. C'est bien une tension, elle est proportionnelle à la vitesse de la bobine mobile, une force électro-motrice, pour les HP on dit parfois contre-électromotrice parce qu'elle vient en opposition de celle qui créée le mouvement de la bobine.
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Que se passe-t-il si le circuit du bobinage est ouvert ? Une tension est générée mais aucun courant circule.
Que se passe-t-il si le bobinage est en court-circuit ? une intensité se crée, de l'énergie se dissipe en chaleur. Cette énergie dissipée est plus faible que la force électromotrice générée.
Les amplis habituels ayant une impédance de sortie pratiquement nulle, si le HP est directement branché  à l'ampli (cas avec les filtres actifs) la bobine est effectivement en court circuit. Le courant dans le circuit est déterminé par la tension délivrée par l'ampli, l'impédance de la bobine mobile, sa résistance en continu + son inductance + sa résistance à cause des courants de Foucault ET la tension ou force contre-électromotrice due au mouvement de la bobine. Si le déplacement de la bobine est important, à la résonance par exemple, cette tension est élevée, comme elle s'oppose à la tension de l'ampli, le courant dans le circuit est faible, c'est comme si l'impédance du circuit avait augmenté. D'où l'idée de modéliser l'augmentation de l'impédance par un circuit qu'on appelle l'impédance motionnelle, representée par un circuit bouchon (Ces, Les, Res)

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Que se passe-t-il si on branche la bobine à un générateur de tension qui émet un signal de 0V continu ? (remarquez bien que je n'ai pas dit ampli car je ne maîtrise pas toutes les classes d'ampli et je suis à peu près sûr qu'il y en a une qui aura un comportement particulier qui me ferait dire des conneries)
Les classes d'ampli, c'est autre chose, ça se rapporte à l'intérieur. Vu de l'extérieur, un ampli, c'est une source de tension pure en série avec une impédance. Avec ceux qui sont les plus utilisés, cette impédance est très faible (souvent moins que le câble de liaison). 
Citer
Et bien le générateur va "forcer" la tension à rester à 0. Pour cela, il va envoyer du courant dans la bobine et générer une force contre-électromotrice qui s'oppose à la force électromotrice : il va donc empêcher la membrane de bouger. Au final, en imposant la tension, il impose le mouvement de la membrane.
La membrane n'est pas complètement paralysée mais fortement freinée par l'amortissement électrique du circuit.
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Citer
Si à la place de la tension c'était la puissance, on ferait des courbes de réponse en puissance et ce serait une drôle de partie de plaisir de calculer des filtres passifs.
Oui puisque par exemple à la fréquence de résonance de l'équipage mobile, la force de rappel est "utile" au déplacement de la membrane : si on impose l'intensité, on impose une même force qu'ailleurs en fréquence, et donc on a un "excès de force", puisqu'on a la force fournie par le générateur + la force fournie par l'équipage mobile du HP en résonance.
L'imposition d'intensité, c'est ce qu'on appelle la commande en courant des HP. Il faut un ampli à forte impédance de sortie mais sans perte par effet Joule. C'est facile à construire avec des puces de puissance. Ca a un certain intérêt, les câbles n'ont plus d'impact sur ce qui arrive au HP, mais il n'y a plus d'amortissement électrique à la résonance.
Siméon 

LeChacal619

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Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #46 le: octobre 11, 2018, 22:33:19 pm »
Merci pour les corrections. Je n'ai pas trop le temps pour commenter désolé, peut-être plus tard ^^

Voici ce que je mesure avec Comsol en imposant l'accélération sur la membrane d'un haut parleur :


Voici ce que je mesure avec Comsol en imposant la vélocité sur la membrane :


Le modèle est celui repris des modèles livrés avec les modules acoustiques, modèle auquel j'ai simplement supprimer la physique lié à l'électromagnétisme et auquel j'ai supprimé l'aimant etc. pour ne garder que le "tube" sur lequel est entourée la bobine :


Il s'agit d'un haut parleur dans un baffle-plan infini entouré par un PML, donc en champ libre.

Remarque: les amplitudes ne sont pas significative, j'ai imposé d'un côté 1m/s et de l'autre 1m/s², le SPL est complètement différent mais ce qui compte, c'est d'avoir une courbe plate.... Et elle l'est (si on tient compte de la baisse de SPL dans le haut du spectre à cause de l'impédance de la bobine) lorsque l'accélération de la membrane du HP est parfaitement maîtrisée. J'en conclu que c'est l'accélération de la membrane qui permet de générer la pression sonore souhaitée. La simulation commence à 10Hz.... on a donc de la marge pour descendre à 20Hz à plat. Je vais essayer de faire le lien avec l'intensité et la tension : je dois potasser les schémas électriques des documents scientifiques pour cela, j'en aurai bien pour quelques jours je pense....
« Modifié: octobre 11, 2018, 22:36:00 pm par LeChacal619 »

LeChacal619

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Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #47 le: octobre 11, 2018, 22:54:11 pm »
Je reviens quand même là-dessus :

Si tu as fais un branchement en série, c'est normal : tu consommes deux fois moins de puissance sur ton ampli et tu as donc la même pression sonore. Si tu mets en parallèle, tu gagneras 6dB : 3dB grâce au doublement de HP, 3dB parce que tu tireras 2 fois plus de puissance sur l'ampli (par rapport à un seul HP).
Dans les deux cas, c'est l'addition de deux sources sonores corrélées, +6 dB. On considère la tension appliquée aux HP pas la puissance tirée de l'ampli.
Siméon 

Je ne suis toujours pas d'accord avec ça. En série, la tension aux bornes du montage est la même que celle d'un montage en parallèle car c'est l'ampli qui impose cette tension (normalement elle ne change pas trop si l'ampli est capable de supporter 4 et 8 ohms).

En série : tension divisée par deux sur chaque HP = puissance divisée par 4 sur chaque HP = puissance totale divisée par 2 = -3dB mais on gagne +3dB grâce au fait qu'il y a 2 HPs : +0dB.

En parallèle, sans changer le gain de l'ampli ("le volume"), la tension en sortie d'ampli est inchangée et donc on a la même tension que pour un seul HP aux bornes des deux HPs donc on a la même puissance sur chaque HP que dans le cas avec un seul HP mais comme il y a 2HPs on tire deux fois plus de puissance sur l'ampli : +3dB auquel on ajoute toujours les +3dB grâce au fait qu'il y a 2HPs : +6dB.

Dans un cas +0dB, dans l'autre +6dB.

Qu'on raisonne en puissance ou en intensité, le résultat est le même : le SPL change selon le branchement. La sensibilité en puissance non : on a +3dB à puissance équivalente avec 2 HPs quel que soit le montage comparé à un seul HP branché sur l'ampli. La différence, c'est qu'avec un montage on tire deux fois plus de puissance, avec l'autre deux fois moins....
« Modifié: octobre 11, 2018, 22:55:42 pm par LeChacal619 »

etsimonogn

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Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #48 le: octobre 12, 2018, 01:09:22 am »
En général, la sensibilité donnée par les constructeurs est simplement tirée de la courbe de réponse en fréquence. C'est le niveau SPL à 1 m à la fréquence au dessus de la résonance où l'impédance présente un creux, est minimale, résistive, elle y est inférieure à l'impédance nominale du HP. Comme les courbes d'impédance et de réponse en fréquence figurent la plupart du temps sur le même graphique c'est facile à déterminer ou à vérifier. La courbe de réponse est relevée pour une tension fixe, la sensibilité au stade de la mesure est donc d'abord et avant tout une affaire de tension. Cette tension est le plus souvent de 2.83 V RMS. Parce que convertie en puissance sur une résistance de 8 Ohm qui est la valeur de l'impédance nominale du HP la plus courante, ça fait 1 W tout rond. Pour des raisons obsolètes, des constructeurs exprimer la sensibilité pour ce W. Ca reflète pas vraiment la réalité car l'impédance nominale est différente de l'impédance minimale au dessus de la résonance. Souventes fois, les constructeurs enwattés conservent la même valeur de tension de 2.83 V pour l'essai  alors que l'impédance nominale du HP est 4 ou 16 Ohms. Leur 1 W de l'expression de la sensibilité  c'est alors en fait 2 ou 0.5 W, c'est la confusion totale. Avec la sensibilité en tension, il n'y a aucune de ces pirouettes, on reste dans le monde réel.
Siméon

LeChacal619

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Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #49 le: octobre 12, 2018, 01:42:44 am »
En général, la sensibilité donnée par les constructeurs est simplement tirée de la courbe de réponse en fréquence. C'est le niveau SPL à 1 m à la fréquence au dessus de la résonance où l'impédance présente un creux, est minimale, résistive, elle y est inférieure à l'impédance nominale du HP. Comme les courbes d'impédance et de réponse en fréquence figurent la plupart du temps sur le même graphique c'est facile à déterminer ou à vérifier. La courbe de réponse est relevée pour une tension fixe, la sensibilité au stade de la mesure est donc d'abord et avant tout une affaire de tension. Cette tension est le plus souvent de 2.83 V RMS. Parce que convertie en puissance sur une résistance de 8 Ohm qui est la valeur de l'impédance nominale du HP la plus courante, ça fait 1 W tout rond.

Je suis d'accord jusque là !

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Pour des raisons obsolètes, des constructeurs exprimer la sensibilité pour ce W. Ca reflète pas vraiment la réalité car l'impédance nominale est différente de l'impédance minimale au dessus de la résonance.

Ok je vois : https://lyceehugobesancon.org/btssn/IMG/pdf/Puissances.pdf

On utilise pas la puissance active (W) car elle n'est pas connue et n'est pas constante pour toutes les valeurs de fréquence. La seule chose qu'on connaît facilement par mesurage et qui est constant pour toutes les fréquences tant qu'on ne tire pas trop d'intensité, c'est la valeur réelle de la tension en sortie d'ampli. Right ? Mais on donne quand même la puissance d'un ampli en W.... parce que c'est cool : super !  :lol:
« Modifié: octobre 12, 2018, 01:45:05 am par LeChacal619 »

etsimonogn

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Re : Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #50 le: octobre 12, 2018, 10:20:09 am »
Bonjour
La seule chose qu'on connaît facilement par mesurage et qui est constant pour toutes les fréquences tant qu'on ne tire pas trop d'intensité, c'est la valeur réelle de la tension en sortie d'ampli. Right ?
C'est bien cette valeur, il y a des normes pour définir pendant combien cette tension doit être tenue.
'Pas trop d'intensité'... c'est qu'une question de dimensionnement correct en fonction de ce qui est demandé.
Citer
Mais on donne quand même la puissance d'un ampli en W.... parce que c'est cool : super !  :lol:
Ouais mais la charge résistive doit être précisée. Exemple une annonce (honnête) pour un ampli de 50 W sur 8 Ohm. Qu'est-ce qu'on a mesure en réalité? 20 V RMS sur 8 Ohm! Donc dans les deux cas la valeur de charge doit être prise en compte.
Siméon 


etsimonogn

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Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #51 le: octobre 12, 2018, 10:50:14 am »
Je reviens quand même là-dessus :

Si tu as fais un branchement en série, c'est normal : tu consommes deux fois moins de puissance sur ton ampli et tu as donc la même pression sonore. Si tu mets en parallèle, tu gagneras 6dB : 3dB grâce au doublement de HP, 3dB parce que tu tireras 2 fois plus de puissance sur l'ampli (par rapport à un seul HP).
Dans les deux cas, c'est l'addition de deux sources sonores corrélées, +6 dB. On considère la tension appliquée aux HP pas la puissance tirée de l'ampli.
Siméon 

Je ne suis toujours pas d'accord avec ça. En série, la tension aux bornes du montage est la même que celle d'un montage en parallèle car c'est l'ampli qui impose cette tension (normalement elle ne change pas trop si l'ampli est capable de supporter 4 et 8 ohms).

En série : tension divisée par deux sur chaque HP = puissance divisée par 4 sur chaque HP = puissance totale divisée par 2 = -3dB mais on gagne +3dB grâce au fait qu'il y a 2 HPs : +0dB.

En parallèle, sans changer le gain de l'ampli ("le volume"), la tension en sortie d'ampli est inchangée et donc on a la même tension que pour un seul HP aux bornes des deux HPs donc on a la même puissance sur chaque HP que dans le cas avec un seul HP mais comme il y a 2HPs on tire deux fois plus de puissance sur l'ampli : +3dB auquel on ajoute toujours les +3dB grâce au fait qu'il y a 2HPs : +6dB.

Dans un cas +0dB, dans l'autre +6dB.

Qu'on raisonne en puissance ou en intensité, le résultat est le même : le SPL change selon le branchement. La sensibilité en puissance non : on a +3dB à puissance équivalente avec 2 HPs quel que soit le montage comparé à un seul HP branché sur l'ampli. La différence, c'est qu'avec un montage on tire deux fois plus de puissance, avec l'autre deux fois moins....
Encore un petit coup. On prend un HP, impédance 1 Ohm (ça existe) sensibilité 80 dB SPL/1 V RMSà 1m.On leur soumet 1 V RMS. Pression acoustique délivrée 80 dB SPL à 1 m, c'est la loi de Lapalisse.
On en met un deuxième identique à côté, branché en parallèle. Il reçoit 1 V RMS, lui aussi il délivre 80 dB SPL. Il y a deux fois plus de pression acoustique, ça fait 86 dB SPL.
Maintenant on les met en série. Chaque HP reçoit 0.5 V et donc émet la moitié de qu'il émettait quand il recevait 1 V, soit 74 dB SPL. Mais comme le deuxième émet la même chose, ça fait deux pressions acoustiques identiques de 74 dB SPL qui s'ajoutent, et on regagne 6 dB, pour trouver 80 dB SPL à 1 m. En parallèle pour 86 dB, le courant est quadruple de celui en série qui délivre 80 dB SPL.  Ca me ce qu'il y a de plus simple comme raisonnement.
Siméon.
 
   

LeChacal619

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Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #52 le: octobre 12, 2018, 11:33:55 am »
Oui pour les calculs, mais :

La puissance consommée en série est moitié celle puisée pour un seul HP, et la pression sonore de 6dB plus élevée. Normalement il faut multiplier par 4 la puissance pour augmenter de 6dB, donc il y a bien une "augmentation du rendement" de +3dB avec deux HPs. Tu raisonnes uniquement en tension, mais le raisonnement en rendement relatif entre les configurations n'est pas faux pour autant.

LeChacal619

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Re : Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #53 le: octobre 12, 2018, 11:45:59 am »
En parallèle pour 86 dB, le courant est quadruple de celui en série qui délivre 80 dB SPL.  Ca me ce qu'il y a de plus simple comme raisonnement.
Siméon.

Oui mais en parallèle, il est le double de celui d'un seul HP alors que la pression sonore est de 86dB : elle serait de 83dB pour un HP avec la même quantité de courant (donc de puissance).
En série, le courant est la moitié de celui d'un seul HP alors que la pression sonore est de 80dB : elle serait de 77dB avec un HP avec la même quantité de courant (donc de puissance).

Vous avez bien +3dB ou -3dB selon la config, et +3dB pour le doublement de HP. Quel que soit la configuration, vous gagnez +3dB de rendement, et selon l'impédance du branchement que vous faites, vous tirez deux fois plus (+3dB) ou deux fois moins de puissance (-3dB).

LeChacal619

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Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #54 le: octobre 12, 2018, 15:05:33 pm »
Bien sûr je n'ai pas besoin de faire l'expérience : je n'ai jamais dis le contraire (en tout cas pas sur mes derniers messages xD) !

Cdlt,
Jean

etsimonogn

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Re : Re : Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #55 le: octobre 12, 2018, 15:48:05 pm »
Vous avez bien +3dB ou -3dB selon la config, et +3dB pour le doublement de HP. Quel que soit la configuration, vous gagnez +3dB de rendement
Si avec deux HP équidistants du micro de mesure, on gagne bien +6 dB en SPL, ça double pas forcément le rendement. Pour ça, il y a la condition à remplir que les HP soient couplés, donc nettement moins distants l'un de l'autre que la longueur d'onde.
A part ça, je préfère laisser les dB à la sensibilité et exprimer le rendement (dont je n'ai pas grand chose à faire) en pourcentage.
Siméon

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Re : Re : Re : Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #56 le: octobre 12, 2018, 16:21:24 pm »
Vous avez bien +3dB ou -3dB selon la config, et +3dB pour le doublement de HP. Quel que soit la configuration, vous gagnez +3dB de rendement
Si avec deux HP équidistants du micro de mesure, on gagne bien +6 dB en SPL, ça double pas forcément le rendement. Pour ça, il y a la condition à remplir que les HP soient couplés, donc nettement moins distants l'un de l'autre que la longueur d'onde.
A part ça, je préfère laisser les dB à la sensibilité et exprimer le rendement (dont je n'ai pas grand chose à faire) en pourcentage.
Siméon

Ok, je précise : au lieu de rendement, je vais utiliser le terme "efficacité" : j'entend par là, capacité de la source à générer une pression sonore (ce qu'on entend) pour une puissance électrique donnée. Deux sources alimentées par une source de tension doublent en efficacité par rapport à une seule source en tout point ou les deux signaux de pression acoustique sont reçus avec même phase et amplitude, et ce quel que soit le branchement : pas besoin de "couplage" pour cela. D'accord ou pas ?
« Modifié: octobre 12, 2018, 16:24:13 pm par LeChacal619 »

Tonipe

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Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #57 le: octobre 12, 2018, 16:51:00 pm »
Bonjour

http://petoindominique.fr/php/parallele.php
C'est ce qui est utilisé dans la base de données pour calculer avec plusieurs HP identiques.

J'ai eu une question piège hier par mail privé :
Quand on veux utiliser 2 HP différents dans le même volume d'enceinte, comment procède t'on ?
J'avoue avoir séché sur le sujet.
A part mesurer les deux HP ensemble avec le branchement retenu pour avoir Re, Fs, Qms, Qes, Qts, je ne sais pas.
Et pour Vas, nous additionnons les deux Vas ?

Cordialement, Dominique

etsimonogn

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Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #58 le: octobre 12, 2018, 18:15:53 pm »
J'ai eu une question piège hier par mail privé :
Quand on veux utiliser 2 HP différents dans le même volume d'enceinte, comment procède t'on ?
J'avoue avoir séché sur le sujet.
A part mesurer les deux HP ensemble avec le branchement retenu pour avoir Re, Fs, Qms, Qes, Qts, je ne sais pas.
Et pour Vas, nous additionnons les deux Vas ?
Il y a au départ d'abord deux systèmes résonants 1 et 2 avec pulsations (au carré) w1^2=1/(Cms1*Mmd1) et w^2=1/(Cms2/Mmd2) 
Puis viennent la compliance du volume d'air de l'enceinte et les masses d'air qui vont 'gigoter'. Ca a été fait autrefois en mettant plein de HP différents dans une enceinte avec l'espoir que la dispersion des caractéristiques aplanisse les courbes de réponse et d'impédance.
C'est facile à dire: c'est pas une solution sérieuse, vaut mieux un volume différent pour chaque HP.
On imagine pas un moteur à pistons avec des pistons différents.
Siméon
« Modifié: octobre 12, 2018, 19:21:03 pm par etsimonogn »

etsimonogn

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Re : Re : Re : Re : Re : Re : nombre de HP et rendement.
« Réponse #59 le: octobre 12, 2018, 18:47:19 pm »
Ok, je précise : au lieu de rendement, je vais utiliser le terme "efficacité"
Efficacité, c'est efficiency en anglais, et efficiency en anglais, c'est rendement en français.
Citer
j'entend par là, capacité de la source à générer une pression sonore (ce qu'on entend) pour une puissance électrique donnée.
A part le mot mal choisi, c'est un nouveau concept. Mais quelle utilité il a?
Citer
Deux sources alimentées par une source de tension doublent en efficacité par rapport à une seule source en tout point ou les deux signaux de pression acoustique sont reçus avec même phase et amplitude, et ce quel que soit le branchement : pas besoin de "couplage" pour cela.
Je vois que le plan vertical entre les deux HP où ça se produit.
Siméon