Полезные советы. Мощность сколько ватт нужно АС

Расчёт действующего значения

В качестве примера рассчитаем среднеквадратичное значение синусоидального напряжения.

Запишем выражение U_rms с применением интеграла функции
U = U_ampsin(t) для одного периода 2π :

Показать расчёт

Скрыть расчёт

Вынесем U_amp из под знака радикала.
Воспользуемся табличным интегралом ,
перепишем и решим последнее выражение с применением формулы Ньютона-Лейбница:

Так как sin(2π), sin(4π) и sin(0) равны нулю, вычисляем RMS синусоиды следующим образом:

В результате решения в итоге получим:

Расчёт RMS для напряжения или тока треугольной и пилообразной формы можно рассмотреть на примере одного периода T
для функции , представленной на рисунке:

Выразим U_rms искомой функции с помощью определённого интеграла:

Показать расчёт

Скрыть расчёт

Используя табличный интеграл
и формулу Ньютона-Лейбница, получаем:

В итоге преобразований получим:

Ток или напряжение любой сложной формы можно рассмотреть, как набор функций в пределах периода.
Тогда значением RMS будет квадратный корень из среднеарифметического значения интегралов для квадрата каждой функции, ограниченной её интервалом времени в периоде.
Например, для множества функций F₁(t) , F₂(t) , … , F_n(t)
в соответствующих им интервалах времени (0 — T₁), (T₁ — T₂), …, (T_n — T),
составляющих период T, действующее напряжение (RMS) определится выражением:

Для вариантов однополярного или двуполярного напряжения пилообразной и треугольной формы в периоде 2T или 4T, представленных на рисунке ниже,
T и U _amp имеют те же расчётные величины,
что и в рассмотренном случае c функцией ,
а интегралы, определённые в интервалах, равных T, для квадратов используемых функций ,
будут иметь одно и то же значение

Следовательно, вышеуказанные варианты однополярного или двуполярного напряжения пилообразной и треугольной формы будут иметь
среднеквадратичное значение .

В заключении рассмотрим пример вычисления действующего значения положительных прямоугольных импульсов длительностью T_i .

Выразим U_rms одного периода T, как квадратный корень из среднеарифметического значения интегралов,
определённых в интервалах 0 — T_i и T_i — T для квадратов всех значений периода.

В результате получаем значение RMS, равное произведению амплитуды импульсов U_amp на квадратный корень из
коэффициента заполнения (T_i / T).

В качестве дополнительного материала предлагаем рассмотреть расчёт средеквадратичного значения напряжения накала кинескопа цветного телевизора, исходя из амплитуды и формы напряжения.

Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Действующее значение напряжения и тока

В качестве примера можно рассмотреть квадратичную зависимость мощности или работы электрического тока от значений тока или напряжения.

P = I²R;    A = I²Rt;    P = U²/R;    A = U²t/R

Величина постоянного напряжения или тока является его среднеквадратичным значением.
Среднеквадратичное значение переменного тока равно величине постоянного тока,
действие которого произведёт такую же работу в активной (резистивной) нагрузке за время периода.
Определяющим фактором здесь является среднее (среднеарифметическое) значение мощности P_avg
или работы A_avg,
пропорциональное квадрату значения тока.
Так же среднеквадратичное значение переменного напряжения за период равносильно
по своему воздействию на активную нагрузку такому же значению постоянного напряжения.

P = UI = P_avg = U_rmsI_rms

Среднеквадратичное значение переменного напряжения или тока часто называют действующим или эффективным.

Величину переменного напряжения или тока, в большинстве случаев,
выражают его среднеквадратичным значением и измеряют приборами электромагнитного типа или специальными среднеквадратичными измерителями — True RMS.

Примечание:
Электромагнитные приборы используют для измерения переменного тока и напряжения в промышленных установках.
Усилие, создаваемое измерительной катушкой в электромагнитном приборе, пропорционально квадрату тока, поэтому не меняется по направлению.
Угол отклонения стрелки определится некоторым средним усилием F, которое будет пропорционально среднеквадратичному значению тока.

Характеристики акустических систем

       Электрическая мощность (Ватт, Вт, W)  — этот параметр показывает сколько электроэнергии, исходящей от усилителя, способна переварить и не сгореть. Этот параметр косвенно характеризует громкость, но однозначно ее не определяет. Колонки, желательно, должны иметь мощность, хотя-бы, равную мощности усилителя, умноженную на 1,25. Т.е. если мощность усилителя 100 Вт, то мощность колонок рекомендуется 125 Вт. Но для усилителя нежелательно иметь мощность меньше, чем мощность колонок в 4 раза, т.к. слишком слабый усилитель не сможет раскачивать мощные колонки, не раскроет их потенциал полностью. Данные цифры приведены лишь для ориентировки при выборе пары усилитель-колонки, и допускают отклонения как вверх, так и вниз.

       Еще надо иметь ввиду, что колонки, мощность которые выше в 2 раза, звучат лишь несколько громче, но далеко не в 2 раза, поскольку чувствительность уха человека имеет неравномерную (логарифмическую) зависимость от громкости звука (звукового давления).

        Чувствительность колонок (децибелы, дБ, dB или, правильнее, дБ/Вт*м — децибел на ватт на метр) — это звуковое давление в децибелах, создаваемое акустической системой на расстоянии 1 м от нее, при подаче сигнала мощностью 1 Ватт от усилителя. Вот этот параметр и позволяет оценить реальную громкость колонок. Чем выше чувствительность, тем более эффективно перегоняются ватты усилителя в звуковое давление (в громкость колонок). Особенно важен этот параметр для концертных колонок большой мощности (более 250 Вт), поскольку надо «раскачать» объем воздуха зала, чтобы звук был слышен и на задних рядах. А лишняя мощность усилителей тоже не к чему — начинаются уже проблемы с охлаждением и электропроводкой, поскольку усилитель, в зависимости от конструкции, на 1000 Вт выходной электрической мощности может потреблять от сети от 1000 с лишним до 4000 Вт.

      Неравномерность частотной характеристики (децибел, дБ) — показывает максимальное отклонение (от среднего значения) громкости в пределах от самой нижней частоты до самой верхней.

       Полоса колонок (совокупность минимальной частоты и максимальной частоты, герц, Гц) — примерно, то же самое, что и неравномерность частотной характеристики, но только в профиль. Нижняя частота характеризует насколько возможно  низкий звук может воспроизвести колонка с максимально допустимым спадом громкости. Тоже самое и с верхней частотой, на которой громкость звука также падает ниже допустимого уровня.

        Полоса колонок, конечно же характеризует их, но достоверным на 100% критерием качества ее считать нельзя. Все зависит от того, как представить результаты измерений частотной характеристики. Одни и те же измерения можно представить и как полосу 500 — 5000 Гц (неравномерность 3 дБ), и как 10 — 25000 Гц (неравномерность 25 дБ), что вообще ни в какие ворота не лезет. Колонки, относящиеся к классу Hi-Fi имеют полосу порядка 50 — 20000 Гц с неравномерностью 2-3 дБ.

        Бывает, что для разных акустических систем одной линейки одного производителя при снижении границы частотного диапазона на 3-4 Гц вниз, цена возрастает в 1,5 раза. Стоит ли переплачивать в таком случае? Можно произвести простой подсчет. Пусть самая нижняя частота колонки подешевле составляет 32 Гц, а самая нижняя частота более дорогой колонки равна 28 Гц. Считаем прирост эффективности: (32-28)/28*100%=14,2%. Не так уж и мало. Почему так получается? По причине того, что разница в 4 Гц для очень низких частот существенна. Особенно это следует учитывать привыборе сабвуфера.    

Мощность и громкость

Мощность и громкость.

Так уж исторически сложилось, что подавляющее большинство клиентов при выборе акустики прежде всего ориентируются на такую характеристику, как «мощность». Однако акустические системы помимо этого имеют много других характеристик, влияющих на звучание. Не будем сегодня останавливаться на характеристиках, которые непосредственно влияют на то, что можно назвать «качество звучания», поговорим о том, от чего зависит громкость АС.
Начнем с того, мощность бывает разная, RMS, AES, PMPO, да и каждый производитель замеряет ее так, как ему вздумается, а в худшем случае просто берет с потолка. Как правило, для профессиональных АС указывается RMS, Rated Maximum Sinusoidal power (установленная максимальная синусоидальная мощность) — мощность, при которой усилитель или динамик может работать в течение одного часа с реальным музыкальным сигналом без физического повреждения. Так что первое, что нужно запомнить: эти цифры всегда означают мощность электрического сигнала, подведенного к ним (Power handling), а не выходную звуковую мощность, как многие ошибочно полагают.
Стоит также отметить, что начиная с некоторого уровня подаваемого электрического сигнала, звуковые колебания начинают воспроизводиться с искажениями, причем один производитель может указать мощность при искажениях (THD) 1%, а другой – 10%. Таким образом, мощность акустической системы — это технический параметр, величина которого не имеет прямого отношения к громкости звучания акустики, хотя и связана с ней некоторой зависимостью. Однако сравнение изделий даже по этому показателю очень приблизительно и может не иметь ничего общего с реальностью, ведь громкость звука характеризуется уровнем звукового давления. Поэтому, информативность показателя «мощность акустической системы» — почти нулевая.
А теперь – к главному. Звук мы получаем, преобразовывая электрические колебания в звуковые, поэтому КПД этого преобразования и даст нам искомое понимание громкости АС. Основной мерой КПД акустической системы является ее чувствительность, определяемая как «звуковое давление, развиваемое акустической системой на расстоянии 1 метр при подаче на нее стандартного тестового сигнала (обычно розового шума), электрическая мощность которого составляет 1 Вт». Измеряется чувствительность в децибелах (дБ) относительно порога слышимости (нулевой уровень звукового давления равен 2*10^-5 Па). Но опять же — многие фирмы указывают характеристики чувствительности, измеренные при нестандартных условиях. В идеале, громкость АС (уровень звукового давления, SPL, Sound Pressure Level) можно вычислить по формуле: 

P = P0 + 10lgW

Где P0 – чувствительность в дБ, W – мощность в Ваттах.

Для примера: акустическая система с чувствительностью 90 дБ и номинальной мощностью 65 Вт обеспечивает звуковое давление на расстоянии 1м равное:

 P = P0 + 10lgW = 90 + 10lg65 = 108 дБ

В итоге – те характеристики, которые указывает производитель, по большому счету остаются целиком и полностью на его совести, но еще раз – громкость пусть и зависит от мощности, но отождествлять эти понятия – неправильно.

Акустические системы
Усилители
Приборы обработки и коммутации
Микрофоны и радиомикрофоны
Ударные установки
Комбоусилители
Вспомогательное оборудование
Видеооборудование
Световое оборудование, эффекты

править Особенности

Для того, чтобы перевести китайские ватты в нормальные, надо поделить их на 10-50, в зависимости от наглости производителя (обычно этот множитель был равен 12).

Всё это, впрочем, было по состоянию на 1996 г, сейчас китайцы используют RMS. На самом деле, даже именитые производители, не говоря уже о богомерзких китайцах, крайне редко указывают RMS мощность, так как при ее расчете используются среднеквадратичные значения тока и напряжения, а не пиковые. Следовательно цифра будет гораздо меньше. Однако стоит учесть, что даже при указании мощности в RMS обычно фигурирует число вдвое-втрое больше реальных значений. А именно указывается суммарная мощность по всем динамикам/колонкам системы. Так например, если на телевизоре написано, что мощность звука в нем составляет 10 ватт — это значит, что в нем установлена пара динамиков по 5 ватт. Если на коробке с комплектом мультимедийной акустики 2.1 крупными цифрами ннаписано 50 ватт — это значит, что мощность каналов составит по 10-15 реальных ватт и, соотвественно, сабвуфер будет на 20-30 ватт.

Номинальная выходная мощность

Номинальная выходная мощность — это мощность на выходе УЗЧ, при которой обеспечивается заданное среднее звуковое давление; при этом коэффициент нелинейных искажений не должен превышать допустимого значения.
 

Номинальная выходная мощность приемника-это гарантированная мощность, которая подводится к громкоговорителю ( нагрузке) при заданном коэффициенте нелинейных искажений.
 

Номинальная выходная мощность — наибольшая электрическая-мощность сигнала, которая подводится к громкоговорителю приемника при заданной величине нелинейных искажений.
 

Номинальная выходная мощность — наибольшая электрическая мощность сигнала, которая подводится к громкоговорителю приемника при заданной величине нелинейных искажений. Обычно выходная мош-ность достигает номинальной величины лишь в моменты действия сильных звуков.
 

Номинальная выходная мощность — наибольшая электрическая мощность сигнала, которая подводится к головке громкоговорителя приемника при заданной величине нелинейных искажений.
 

Номинальная выходная мощность — выходная мощность усилителя, при которой уровень искажевнй не превышает некоторого установленного значения. При большей выходной мощности наиболее емкие элементы 343 и 373 очень скоро, всего за несколько часов работы выходят из строя.
 

Номинальная выходная мощность при типовом напряжении питающей батареи 9 в и транзисторах серии МП39 — МП41 ( П13 — П15) в оконечном каскаде имеет величину 70 — 150 мет, а при использовании транзисторов серии ГТ108 — порядка 60 мет.
 

Номинальная выходная мощность — наибольшая мощность, при которой искажения не превышают допустимой величины.
 

Номинальная выходная мощность — это мощность, которая может быть получена на выходе приемника при заданной величине нелинейных искажений. Обычно она измеряется в ваттах. Величина ее зависит от типа ламп, транзисторов и микросхем, работающих в усилителе мощности приемника.
 

Номинальная выходная мощность — наибольшая мощность, отдаваемая усилителем в нагрузку, при заданной величине нелинейных искажений.
 

Номинальная выходная мощность — это наибольшая мощность, которую отдает усилитель в нагрузку при заданных величинах нелинейных и частотных искажений. Величина этой мощности колеблется от десятых долей ватта до нескольких десятков и сотен ватт. Увеличение выходной мощности выше номинальной вызывает искажения усиливаемых сигналов.
 

Номинальная выходная мощность — та наибольшая мощность, развиваемая усилителем на нагрузке, при которой искажение сигнала не превышает заданной величины. Номинальную выходную мощность усилителя указывают в его паспортных данных.
 

Номинальная выходная мощность — наибольшая мощность, которую усилитель отдает в нагрузку, не превышая допустимого уровня искажения сигнала.
 

Номинальная выходная мощность — та наибольшая мощность, развиваемая усилителем на нагрузке, при которой искажение сигнала не превышает заданной величины. Номинальную выходную мощность усилителя указывают в его паспортных данных.
 

править Происхождение названия

СтереоМоно установка на 380W

Over9000 ватт

Over9000 в Ибипте

Суньхуй на 150W

И даже в этой вашей GTA

Так как мощность даже у самой дохлой акустики, измеренная по PMPO (ПМПО — Пока Молния не Пробьёт Очко, возможен вариант «Разовая Мощность до Разрыва Очка»), получается в районе 200 ватт, то именно этими цифрами производители (а это, естественно, Китай) в прошлом десятилетии все как один маркировали свои «офисные мультимедийные колонки». Целевую аудиторию ничуть не смущало, что однополосные пластмассовые колоночки размером с пачку гандонов сигарет гордо несут на себе маркировкой 500W, а стоящая рядом система 5.1 с сабвуфером на 50 литров — скромные 150W, а куда более внушительные, например, S-90 так и вовсе несчастные 35 Вт. Написано 500, значит 500, и ниипёт.

править Примечания

1. P.M.P.O. является показателем той мощности, при кратковременном (2 c ± 50 мс по стандарту DIN45500) применении которой к акустической системе, эта система не будет повреждена механически