Чи знаєте ви, яка частина електродинамічного випромінювача найдорожча? Ні, не золота котушка і не дифузор з японського паперу, а магніт.
Зберегти і прочитати потім - 
СКУТІ ОДНИМ ЛАНЦЮГОМ
викладена в попередній частині задача магнітного ланцюга - створити високолінійний і потужне магнітне поле в повітряному проміжку, в якому переміщається звукова котушка, - покладена не тільки на магніт, а на весь муздрамтеатр: магніт (магнитомягкий матеріал), задній і передній фланці плюс керн (магнітотверді матеріали). Так що там, геометрія повітряного зазору і повітря в ньому можуть як допомогти, так і нашкодити, причому в такій мірі, що ніякої магніт не виправить становища. Адже замість повітря в зазорі може бути спеціальна магнітопроводящая середу, наприклад феромагнітна рідина. Але про це пізніше.
ЩО СПІЛЬНОГО У англійця Джілберт, датчанин Ерстед, ФРАНЦУЗА ампер І ХОЛОДИЛЬНИКА?
Магніт - це річ, природа якої зрозуміла всім. Для звукотехніки ніби все гранично просто: потрібен магніт потужніший. Так воно і є, але при цьому в потужному випромінювачі, наприклад низькочастотному, магнітна ланцюг нагрівається. За звуковий котушці тече струм, і внаслідок її опору виділяється тепло.
А тепер згадайте про паспортну потужність НЧ-динаміка. 100 Вт? Будь ласка! 200 Вт - теж не рідкість.
При великому сигналі котушка такого динаміка може розігріватися до 200 градусів, а його магніт - до 100 градусів. Не без допомоги постійної Стефана-Больцмана, звичайно.
Нагрівання звукової котушки викликає таке неприємне явище, як компресія, коли за рахунок зростання опору при нагріванні починає знижуватися чутливість і погіршуються інші електроакустичні параметри випромінювача.
Подібна деградація особливо характерна для мідного дроту звукової котушки, будь він чистотою 99% або 99,9999%. Нагрівання ж магніту може призвести до втрати його намагніченості. Причому на відміну від випадку із звуковою котушкою тут теплові наслідки будуть незворотними і помітними на слух навіть в умовах домашнього, а не концертного застосування.
Історично першим кроком в гонитві за потужністю магнітного поля в випромінювачі став електромагніт, тобто додаткова обмотка навколо керна, на яку подавався постійний струм і яка підвищувала напруженість магнітного поля в зазорі магнітного ланцюга. У 30-і роки зі сплаву заліза, алюмінію, нікелю і кобальту під назвою альнико навчилися відливати зручної форми магніти, відмінно підходили для тодішніх динаміків, які, нагадаю, використовувалися з ламповими підсилювачами невеликої потужності і, відповідно, повинні були мати найвищу чутливість; до потужності особливих вимог не висувалося. Іншими словами, в них були немислимі температури нагріву вище 50 °. З появою більш потужних підсилювачів з'ясувалося, що альнико після декількох циклів нагріву втрачає намагніченість, до того ж через політичну ситуацію в басейні річки Конго в кінці 1970-х кобальт став розкішшю (за рік його ціна піднялася на 2000%), і магніти знову стали електромагнітними ... Ні, не так, звичайно. На щастя, з 1950-х років став використовуватися порошок фериту барію (або стронцію), який можна додати в залізний порошок (магнетит і інші оксиди заліза), а потім запекти і відформувати. Вийде дешевий і зручний феритовий магніт. Він хороший всім: виносить нагрів і при старінні зберігає без погіршення свої характеристики, крім однієї: його магнітна енергія залишає бажати кращого, особливо якщо врахувати, що в умовах реального життя електроакустичного перетворювача зайва маса ніколи не вітається. Ще ферит не любить мороз, але для сфери High End це малоістотно ...
У 1960-х роках в авангарді дослідників, які шукали альтернативу альнико, довгий час залишався американський вчений Карл Стрнат, який придумав Самара-по-кобальтові сплави, але з виникненням дефіциту кобальту його ідеї застаріли. У 1983 році General Motors, Sumitomo Corporation і Китайська академія наук начебто незалежно один від одного створили з'єднання неодим-залізо-бор. Потужні рідкоземельні магніти, маючи крихітні розміри і колосальну магнітну індукцію, зайняли з тих пір трон найбільш ефективного матеріалу для магніту випромінювачів. Роблять їх двома способами: порошок з суміші металів або запікається в спеціальній печі під тиском (і при температурі 1200 градусів), або впорскується в розплавлений полімер і потім формується.
Неодимові магніти схильні до корозії, але це можна подолати. Вони не люблять нагрівання навіть більше, ніж альнико. Але головна їх проблема - ціна, стрімко скакнувшая вгору з 2009 року. Справа в тому, ч то 95% рідкоземельних металів видобувається в Китаї, а оскільки тамтешній автомобільної промисловості вони теж потрібні, то країна ввела квоти на експорт. За 2011 рік неодим подорожчав до 5 разів. Сплав самарію і кобальту прекрасно витримує перегрів, але він ще дорожче. Так що рідкоземельні магніти найчастіше зустрічаються в ВЧ-динаміках, а інші як і раніше вірні фериту.
До речі, магніти поставляються на заводи з виробництва гучномовців ненамагніченого - інакше їх було б важко перевозити.
І ще: магнітна смуга на кредитній карті зроблена з фериту барію.
Нарешті, чи знаєте ви, яка частина електродинамічного випромінювача найдорожча? Ні, не золота котушка і не дифузор з японського паперу, а магніт.
Історичний період1920193019501960197019801990 -...
Електро-магніти Литі магніти Залізо-хром, сталь Сталь-кобальт (Японія, 1917) альнико (Японія, 1930) тіконал і т.п. Самарій-кобальт (К. Стрнат, 1966-1972) Неодім-залізо-бор (1983) Нітрид, карбід самарію, заліза (Sm2Fe17 (N, C) x) Пресовані магніти Ферит-барій-стронцій (Philips, 1952)
ПРИКЛАДНАЯ ГЕОМЕТРІЯ
Перейдемо до більш нудного, але не менш важливого предмету. Що робить магнітна ланцюг у випромінювачі, ми обговорили в попередній частині керівництва: вона концентрує магнітне поле в повітряному проміжку, в якому рухається звукова котушка.
Розташувати магніт в магнітному колі можна двома основними способами, і в цих випадках він носить назви магніт кільцевої або кернових.
Оскільки в звуковій котушці тече змінний струм звукової частоти, вона буде рухатися в магнітному полі в повітряному зазорі в двох напрямках: вгору і вниз. І при русі вгору, і при русі вниз власне електромагнітне поле котушки має стикатися з симетричним постійним магнітним полем. Якщо напруженість поля буде гуляти, то спотворення звукового сигналу, виробленого нашим електроакустичним перетворювачем, неминучі.
Розподіл еквіпотенційних ліній магнітного потоку навколо зазору (за матеріалами розрахункового ПО FEMM 4.2)
Здавалося б, в невеликому по довжині повітряномузазорі зовсім неважко забезпечити рівномірний магнітне поле.
Так і було б, якби магнітне поле хотіло в цьому зазорі залишатися. Але ж ні - воно не хоче і через розкиду магнітної проникності керна, повітря і нижнього фланця норовить розбігтися по сторонам.
Для початку можна, наприклад, змінити краю керна у зазору, зробити їх фігурними: з виїмкою або виступом. Тоді магнітний потік стабілізується і краще сконцентрується в зазорі. Це чудово, але таке рішення пред'являє більш жорсткі вимоги до якості верстатних робіт і преса, вбивається керн в задній фланець.
Чим вже зазор, тим більше корисний магнітний потік в витках котушки, а й тут очевидні обмеження: якщо котушка почне скребти по керну або переднього фланця, про якість звуку можна забути.
ДОВЖИНА ХОДУ
Залишилося, нарешті, привернути до справи звукову котушку. Поки як якусь теоретичну концепцію, без технологій і матеріалів. В НЧ-випромінювачі котушка повинна рухати дифузор не з таким вже малим зміщенням - інакше не отримати потрібну звуковий тиск на найнижчих частотах. Щоб збалансувати рівномірність і потужність магнітного потоку при мінімумі нелінійних спотворень і максимумі віддачі, конструкторам динаміків доводиться думати над співвідношенням висоти намотування котушки і висоти зазору. Є два полярних способу вибрати це співвідношення.
Набагато ширше поширений випадок, коли висота котушки більше висоти зазору, оскільки сила поля (що залежить від твору магнітної індукції в зазорі на довжину котушки) буде явно більше, як і максимальне зміщення котушки. Головне, щоб при зміщенні число витків в зазорі залишалося таким же, як і в положенні спокою, і тоді лінійність перетворення зберігається на належному рівні. Випадок, коли висота котушки менше висоти зазору, дає більш високу лінійність, але лише у вузькому діапазоні зсувів. Маса звукової котушки менше, але оскільки твір магнітної індукції в зазорі на довжину котушки менше, то менше і чутливість. Тому системи, у яких висота котушки менше висоти зазору, зустрічаються рідко.
ВИСНОВОК
Загалом заключні висновки зводяться до того, що однозначний вердикт тих або інших матеріалів, що використовуються в High End-динаміках, винести не можна, що не заглибившись в функції і особливості реалізації (в тому числі і в виробництві) конструктивних вузлів, в яких ці матеріали застосовуються. У наступній частині ми докладніше розглянемо питання про матеріали дифузорів і інших елементів рухомий системи, а також поговоримо про середньо- і високочастотних динаміках, які поки залишаються за межами нашого з вами компендіуму.
Підготовлено за матеріалами журналу "АудіоМагазін", №3 (110) 2013 р www.audiomagazine.ru
Чи знаєте ви, яка частина електродинамічного випромінювача найдорожча?ЩО СПІЛЬНОГО У англійця Джілберт, датчанин Ерстед, ФРАНЦУЗА ампер І ХОЛОДИЛЬНИКА?
Вт?
Нарешті, чи знаєте ви, яка частина електродинамічного випромінювача найдорожча?