Ohm wert bei Kopfhörern

[Nilson]

Leiten wir das ganze doch mal her, ganz ohne Zahlen:

Ra = Widerstand KH
Ri = Widerstand Quelle
U = Effektivwert Spannung Quelle bei 1000 Hz
I = Effektivwert Strom bei 1000 Hz

Für den Strom gilt:

I = U/(Ra + Ri)

Je größer der Strom I, desto lauter der KH (bei KHs mit gleichem Wirkungsgrad bzw. gleichem I zu dB verhältnis) 

Der Strom I ist dann am größten, wenn (Ra + Ri) klein ist. 

Heißt
-bei festen Ra (gleicher Kopfhörer) wird der KH um so lauter, je kleiner Ri ist.
-bei festen Ri (gleicher Verstärker) wird der KH um so lauter, je kleiner Ra ist.

 

[thuNDa]

Also verändert der A20 den Sound des T90 anstatt diesen natürlich so wie er eigentlich sein solltee rüberzubringen?

Das ist die Frage.
Die DT-880 "Familie"(wo ich auch den T90 zuzählen würde) gibts ja schon ein paar Jahre, wo die hohen Ausgangsimpedanzen noch normal waren(Stereo-Anlage).
Nach irgend einem alten Standard, sollte die Ausgangsimpedanz auch irgendwas um die 100 Ohm betragen.

Man muss noch erwähnen, daß die graphen von "innerfidelty" übernommen wurden, und was man nicht sieht, ist das dort eine 600 Ohm Ausgangsimpedanz verwendet wurde.

@Nilson

Danke dafür.

 

[Wilhelm14]

Hallo!

I = U/(Ra + Ri)

Dabei ist zu beachten, dass hier mit U die innere Spannung der Quelle gemeint ist und nicht die Spannung, die der Verstärker an den Verbraucher gibt. Uq = Ui + Ua.

Je größer der Strom I, desto lauter der KH (bei KHs mit gleichem Wirkungsgrad bzw. gleichem I zu dB verhältnis)

Der KH wird bei größerer Leistung P lauter. Man weiß ja gar nicht, was mit der Spannung am Verstärkerausgang passiert. Die bricht nämlich ein, wenn ich Strom ziehe.

Der Strom I ist dann am größten, wenn (Ra + Ri) klein ist.

Richtig, entweder macht man Ra kleiner oder Ri kleiner, oder beide.

Heißt
-bei festen Ra (gleicher Kopfhörer) wird der KH um so lauter, je kleiner Ri ist.
-bei festen Ri (gleicher Verstärker) wird der KH um so lauter, je kleiner Ra ist.

Lautstärke ist von der Leistung abhängig, nicht rein vom Strom. Und bei P = U * I darf man für U nicht die innere Quellspannung nehmen, sondern die Spannung, die am Ra abfällt. Verkleinert man beispielsweise Ra, wird der Strom zwar größer, aber an Ra fällt immer weniger Spannung ab, an Ri dafür immer mehr Spannung. Extremfall wäre Ra als Stück Draht nahe 0 Ohm als Kurzschluss. Der Draht erzeugt den größten Strom, an ihm fällt aber fast keine Spannung ab. Die Reihensschaltung aus Ri und Ra besteht fast nur noch aus Ri. Damit fällt fast die gesamte Spannung an Ri ab und somit wird auch die größte Leistung in Ri umgesetzt.

Wenn man Ra verringert, wird an ihm nur solange mehr Leistung umgesetzt bis Ra so klein ist, dass er gleich Ri ist. Verkleinert man Ra weiter und nimmt kleinere Werte als Ri an, setzt Ra plötzlich weniger Leistung um.

Edit:

Je größer der Strom I, desto lauter der KH

Diese Aussage trifft meist zu, weil die meisten Anordnungen spannungsangepasst sind. Sprich, der Ri des Verstärkers ist sehr viel kleiner als Ra. Häufig ist Ri so klein, dass man grob mit R gesamt = Ri + Ra sagen kann, R gesamt = Ra.

 

[foxio]

nein, das ist falsch!

ich habe es doch vorgerechnet?!?
wie oft denn noch?
Leistungsanpassung ergibt die beste Energiebilanz "über alles", wie schwer ist das denn zu verstehen?
Habe ich einen KH mit einer Nenn-Impedanz von 32Ohm und einen KHV mit einer Ausgangsimpedanz von ebenfalls 32Ohm, dann teilen sich KH und KHV die "Verlust" Leistung brüderlich auf.

Was verstehst du bitte unter "Verlust" Leistung? Bei Leistungsanpassung wird im Innenwiderstand ebensoviel Leistung umgesetzt wie in der Last. Wieviel Verlustleistung es gibt, hängt auch stark vom Wirkungsgrad der Last ab.

Nimmt man eine höhere Impedanz beim KHV, dann fällt bei dem mehr Leistung ab.

Nein, da P = U I. Bei einer höheren Impedanz würde lediglich die Spannung an der Last steigen - der Strom dagegen sinkt.

Nimmt man einen anderen KH mit einer höheren Impedanz, dann fällt "im Verhältnis" zum KHV mehr Leistung am KH ab, aber die Gesamtleistung sinkt. Genau DAS bedeutet Leistungsanpassung!

Nein, das ist Käse.

Wir interessieren uns aber einen Sch*** Dreck wie viel Leistung hier oder dort abfällt! Es ist auch keine Verlustleistung!
Uns interessiert nur wie viel Leistung beim KH ankommt!

Soviele Widersprüche in drei Sätzen.

Mir wird das auf diesem unterirdischen Niveau echt zu blöd und bitte legt dieses erbärmliche gefährliche Halbwissen ab (und labert nicht unreflektiert diese "Leistungsanpassung Formeln" nach, ohne annähernd zu verstehen was das bedeutet).

Ich lege dir mal den Artikel ans Herz:
https://de.wikipedia.org/wiki/Leistungsanpassung

 

[Nilson]

Lautstärke ist von der Leistung abhängig, nicht rein vom Strom.

Durch Pa = Ua * I und U = R * I gilt P = I²*R. und damit rein von Strom (und vom Widerstand) abhängig. Und der Strom ist für unsere Spule interessant.


Und dann müssen wir in Wirk- und Scheinleistung trennen. Als das, was über den Ohmischen Teil in Wärme-Energie umgewandelt wird und das was über E=1/2*L*I² ins B-Feld geht. Und je mehr Energie im B-Feld, desto mehr Energie kann in die Bewegung der Membranen gesteckt werden, desto lauter.
Die Betrachtung nun macht nur Sinn, wenn wir L als konstant annehmen. Denn sonst haben wir keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen Strom und Lautstärke (den wir hier im Modell annahmen, ohne die Mechanischen Eigenheiten zu betrachtet) und der vergleich ist hinfällig [Dein 0 Ohm Draht hat einen ganze anderes Verhältnis zwischen Strom und B-Feld als eine Spule mit 10k Wicklungen). Und wenn wir den KH als supraleitend annehmen und daher den Wirkteil von Ra gegen null gehen lassen, wird der Strom maximal und unser KH maximal laut.

Also, wenn wir den Zusammenhang zwischen Strom und Lautstärke als konstant ansehen (also den gleichen Wirkungsgrad annehmen) wird der KH um so lauter, je mehr Strom fließt. Denn sonst haben wir zwei verscheide Induktivitäten und damit zwei verschieden KHs und dann können wir keinen eindeutigen Zusammenhang zwischen Strom und Lautstärke mehr herstellen.

Oder anders: Wir können 1 Watt umsetzten und davon 750 mW im Ohmschen Teil der Spule und im Membran an Wärme verlieren oder nur 500mW umsetzten aber nur 250 mW an wärme verlieren. Der eine verbraucht die hälfte, steckt aber genau so viel dann in Schallenergie wie der andere.

Von daher wie gesagt, macht das ganze nur Sinn, wenn wir gleiche Induktivitäten vergleichen und dann gilt, je mehr I desto mehr laut.

 

[Piktogramm]

Der KH wird bei größerer Leistung P lauter. Man weiß ja gar nicht, was mit der Spannung am Verstärkerausgang passiert. Die bricht nämlich ein, wenn ich Strom ziehe.

Wenn die Verstärkerschaltung ordentlich ausgelegt ist sollte die Spannung unter Last eben nicht einbrechen.

 

[Wilhelm14]

Durch Pa = Ua * I und U = R * I gilt P = I²*R. und damit rein von Strom (und vom Widerstand) abhängig.

Erst einmal ja. Wenn du Ra verkleinerst, wird I größer. Wenn also Ra sich verkleinert, muss jedesmal das passende I genommen werden.
I = Uq / (Ri + Ra).
Möchte man durch Verkleinerung von Ra den Strom vergrößern, wäre der größte Strom bei Ra = 0. I = Uq / Ri.
Pa = I² * Ra
Somit ist Pa = (Uq / (Ri + Ra))² * Ra. Bei Ra = 0 ist Pa auch gleich 0. Der fließende Strom verursacht nur an Ri an einen Spannungsfall. Die gesamte Energie wird in der Quelle umgesetzt.

Und dann müssen wir in Wirk- und Scheinleistung trennen. Als das, was über den Ohmischen Teil in Wärme-Energie umgewandelt wird und das was über E=1/2*L*I² ins B-Feld geht. Und je mehr Energie im B-Feld, desto mehr Energie kann in die Bewegung der Membranen gesteckt werden, desto lauter.

Ja, die Energie in der Spule ist rein vom Strom abhängig. Aber nur solange, wie die Spule rein L ist. Es herrscht volle Blindleistung, die "nicht verbraucht" wird. Sobald die Spule Energie in die Membran überträgt, und diese Schall erzeugt, ist das wieder Wirkleistung. (PS: Weiter erzeugt die sich bewegende Membran eine Gegeninduktion, die den Strom der Spule "bremst". Um den Strom aufrecht zu erhalten, müsste der Verstärker den Strom mit mehr Spannung "treiben", also reell auch Wirkleistung in den Lautsprecher liefern.)

Und wenn wir den KH als supraleitend annehmen und daher den Wirkteil von Ra gegen null gehen lassen, wird der Strom maximal und unser KH maximal laut.

Wenn der Wirkanteil gegen Null geht, wird gar keine Wirkleistung umgesetzt, der Lautsprecher ist stumm. Ein Supraleiter setzt ja nur selbst keine Wirkleistung um, was das tolle an ihm ist. Eine supraleitende Lautsprecherspule "verbrät" somit keine Wirkleistung in Form von Wärme. Sobald aber die supraleitende Spule die Membran antreibt, wird in dieser Wirkleistung in Form mechanischer Bewegung, Reibung, Schall umgesetzt.

...Wirkungsgrad...

Auch ja. Ein großer Strom I erzeugt ein großes magnetisches Feld. Wie laut es wird hängt davon ab, wie gut die Spule Wirkenergie in die Membran überträgt. Wo wir wieder beim Stein des Anstoßes der Diskussion sind. Bei Ohm- oder Leistungsangaben verschiedener Kopfhörer kann man nicht unbedingt auf die Lautstärke schließen, da der Wirkungsgrad eben auch eine Rolle spielt. Was angezweifelt wurde (nicht von dir.)

Wenn die Verstärkerschaltung ordentlich ausgelegt ist sollte die Spannung unter Last eben nicht einbrechen.

Ja, das ist die erwähnte Spannungsanpassung, die in der Praxis häufig zum Einsatz kommt.