Comprendre les mystères du rendement HP VS compression

[Bachibousouk]

La MMS n'est pas trop faible, elle correspond à ce que nous trouvons sur nombre de diaphragme. Kartesian arrive par exemple à 0.52 gr sur un SD de 33.9 cm². Donc une SD de 40cm² pour une MMS de 1 fr ne sont pas des données délirantes

En effet, j'ai cru que le HP était un 13 cm. Malgré tout, le HP Kartesian est une compression alors que la formule que tu indiques en première page du sujet n'est valable pour un HP à radiation direct. La membrane de la compression rayonne dans un circuit acoustique (le conduit), et ça change la donne.


Bachi

[Esscobar]

La même chose que ce que je disais plus haut avec les 98/2 et 90/10. La même quantité de pertes coté électrique (valeur absolue) représente une proportion variable des pertes globales réparties entre pertes électriques et "pertes" acoustiques (celles qu'on veut voir augmenter).

Parce que sinon je ne vois vraiment pas où tu coinces, devant un fait qui semble quand même bien établi et de façon consensuelle.

Bonjour Androuski,

Dans ce cas c'est que tu n'as pas compris la notion de rendement, je pense.

Si tu désires qu'un HP passe d'un rendement de 2% à 10%, il va falloir impérativement agir au cœur du HP, donc soit au niveau du BL, de la MMS, du Re et/ou de la SD. Car c'est le procédé même du HP qui converti une énergie électrique en énergie mécanique qui impose le rendement de 2% ... Ensuite cette membrane en mouvement génère une énergie acoustique à hauteur des 2% de rendement, il n'y a pas de procédé passif (pavillon) qui pourrait rehausser c'est 2% sans intervenir au niveau des paramètres internes du HP qui font que la conversion électrique vers mécanique font perdre 98% de l'énergie injectée dans le HP.

C'est comme un moteur thermique à combustion. Tu peux le mettre dans une voiture typée course ou dans un tracteur ... Les sensations ne seront pas les mêmes, mais pourtant le moteur sera le même et aura le même rendement, il délivrera une quantité d'énergie sur son arbre de sortie par rapport à l'énergie qui lui est apporté.

[Esscobar]

En effet, j'ai cru que le HP était un 13 cm. Malgré tout, le HP Kartesian est une compression alors que la formule que tu indiques en première page du sujet n'est valable pour un HP à radiation direct. La membrane de la compression rayonne dans un circuit acoustique (le conduit), et ça change la donne.


Bachi

Bonjour Bachi,

Encore une fois rien ne nous empêche de retirer la chambre de compression, et donc de l'utiliser comme un HP (à dôme) à radiation directe, et la question reste : "à quel rendement pouvant nous en attendre ?"

[JIM]

C'est toujours la même équation et explication !
Le rendement, c'est la vitesse vibratoire associée à l'impédance de rayonnement.

Dans le cas que tu évoques d'un hp chargé par un guide d'onde ou un pavillon, il n'y aura pas d'augmentation de vitesse vibratoire car pas de compression.
Il y aura quand même une augmentation de rendement car le guide d'onde ou pavillon augmentera l'impédance de rayonnement.

Dans quelle proportion ? Aucune idée car on ne calcule pas simplement une impédance de rayonnement d'un pavillon ou d'un guide d'onde.
Mais on ne peut toujours pas faire de raccourci entre impédance de rayonnement et directivité comme tu aimerais le généraliser.

[ndaviden]

Si tu désires qu'un HP passe d'un rendement de 2% à 10%, il va falloir impérativement agir au cœur du HP, donc soit au niveau du BL, de la MMS, du Re et/ou de la SD. Car c'est le procédé même du HP qui converti une énergie électrique en énergie mécanique qui impose le rendement de 2% ... Ensuite cette membrane en mouvement génère une énergie acoustique à hauteur des 2% de rendement, il n'y a pas de procédé passif (pavillon) qui pourrait rehausser c'est 2% sans intervenir au niveau des paramètres internes du HP qui font que la conversion électrique vers mécanique font perdre 98% de l'énergie injectée dans le HP.
.

Donc selon toi la conversion de l'énergie mécanique en énergie acoustique se fait sans perte, aucune notion de rendement à cette phase la ?

[JIM]

Dans ce cas c'est que tu n'as pas compris la notion de rendement, je pense.

Si tu désires qu'un HP passe d'un rendement de 2% à 10%, il va falloir impérativement agir au cœur du HP, donc soit au niveau du BL, de la MMS, du Re et/ou de la SD. Car c'est le procédé même du HP qui converti une énergie électrique en énergie mécanique qui impose le rendement de 2% ... Ensuite cette membrane en mouvement génère une énergie acoustique à hauteur des 2% de rendement, il n'y a pas de procédé passif (pavillon) qui pourrait rehausser c'est 2% sans intervenir au niveau des paramètres internes du HP qui font que la conversion électrique vers mécanique font perdre 98% de l'énergie injectée dans le HP.

C'est comme un moteur thermique à combustion. Tu peux le mettre dans une voiture typée course ou dans un tracteur ... Les sensations ne seront pas les mêmes, mais pourtant le moteur sera le même et aura le même rendement, il délivrera une quantité d'énergie sur son arbre de sortie par rapport à l'énergie qui lui est apporté.

Le rendement électrique d'un Hp tel que tu le décris, c'est le rapport entre l'énergie électrique et l'énergie mécanique et n'a rien à vor avec les 2%.
Le rendement dont on parle et dont tu parles depuis le début, c'est le rendement donnant le rapport entre énergie électrique et énergie acoustique.

Je suis désolé de te l'apprendre mais l'équation générale que j'ai donné concernant l'énergie acoustique est toujours valable.
Et c'est toujours la vitesse vibratoire associée à l'impédance de rayonnement. L'impédance de rayonnement est modifiée si le hp est à l'air libre, sur un baffle infinie, sur une charge close, etc ... Donc, de façon passive

Le calcul est notamment donné dans le même livre que les extraits fournis jusqu'à présent mais je ne vais pas scanner l'intégralité du livre.

[Esscobar]

C'est toujours la même équation et explication !
Le rendement, c'est la vitesse vibratoire associée à l'impédance de rayonnement.

Dans le cas que tu évoques d'un hp chargé par un guide d'onde ou un pavillon, il n'y aura pas d'augmentation de vitesse vibratoire car pas de compression.
Il y aura quand même une augmentation de rendement car le guide d'onde ou pavillon augmentera l'impédance de rayonnement.

Certes, mais cela ne nous prive pas de chercher ensemble l'équation permettant de définir le rendement d'un HP à radiation directe, ainsi nous aurons bien la certitude d'après le calcul si la chambre de compression + pavillon apporte un gain non dû à la directivité

Dans quelle proportion ? Aucune idée car on ne calcule pas simplement une impédance de rayonnement d'un pavillon ou d'un guide d'onde.
Mais on ne peut toujours pas faire de raccourci entre impédance de rayonnement et directivité comme tu aimerais le généraliser.

Alors nous ne pouvons peut-être pas faire le raccourci, mais on ne semble pas non plus pouvoir affirmer qu'il y a une totale indépendance, n'est-ce pas ?

[JIM]

Certes, mais cela ne nous prive pas de chercher ensemble l'équation permettant de définir le rendement d'un HP à radiation directe, ainsi nous aurons bien la certitude d'après le calcul si la chambre de compression + pavillon apporte un gain non dû à la directivité

Pas besoin de chercher, je l'ai dans plusieurs livres mais ça ne sert à rien de donner une formule qui n'est pas comprise et dont on ne connait pas les limites.
Je répète, vitesse vibratoire & impédance acoustique.
L'impédance acoustique du Hp (dépendante de la Sd notamment) varie suivant son utilisation, même sans pavillon.
La vitesse vibratoire découle de l'énergie électrique convertie en énergie mécanique.

Dans quelle proportion ? Aucune idée car on ne calcule pas simplement une impédance de rayonnement d'un pavillon ou d'un guide d'onde.
Mais on ne peut toujours pas faire de raccourci entre impédance de rayonnement et directivité comme tu aimerais le généraliser.
Alors nous ne pouvons peut-être pas faire le raccourci, mais on ne semble pas non plus pouvoir affirmer qu'il y a une totale indépendance, n'est-ce pas ?

Je t'ai donné à plusieurs reprise l'exemple des pavillons bi-radiaux JBL qui associent expansion de surface type exponentielle et directivité variable
C'est l'expansion de surface qui fixe l'impédance acoustique, pas la directivité.
C'était beaucoup moins indépendant sur les premiers pavillon expo mais ça fait longtemps que ce n'est plus le cas. C'est d'ailleurs pour cette raison qu'un pavillon parfaitement CD a une réponse dans l'axe proche de la réponse en puissance d'un moteur ... Il y a des papiers de JBL sur le sujet.

La directivité fait varier la réponse dans l'axe mais n'intervient pas dans la réponse en puissance.

[androuski]

C'est dingue comme tu tournes en rond. Ca fait 10 pages que led memes reponses sont apportées et que tu passes a côté. Tu as compris la définition de rendement mais comme ca a été dit a plusieurs reprises tu la circonscris sans aucune raison valable a une partie du dispositif de reproduction acoustique. Le couplage pav/chambre de compression fait varier la repartition entres pertes/dissipation/conversion thermiques (non désirées) et pertes/dissipation/conversion acoustiques (désirées). On reste dans l'amplitude finie de 100%.

[Esscobar]

Donc selon toi la conversion de l'énergie mécanique en énergie acoustique se fait sans perte, aucune notion de rendement à cette phase la ?

Pour moi le pertes sont ici totalement négligeable, un peu comme celle de l'échauffement des molécules misent en vibration ... Ou alors on observerait une augmentation de la température lors de festivals .

Le son c'est une vibration des molécules. Si tu tapes du poing sur la table, ce que l'on entend c'est le fait mettre en mouvement la table (et un tout petit peu la main), vibration qui est transmises ensuite à l'air avec un ralentissement de la vitesse de vibration du au changement de support (bois -> air ambiant).

Pour un HP tout est lié entre la transition mécanique vers acoustique à la SD et au débattement . Et la majorité (pour ne pas dire la totalité) des gens s'accordent à dire qu'ici les pertes sont totalement négligeables vis-à-vis des pertes thermiques. Bien que je n'ai pas vu d'études à ce sujet, et si elles existent, il faut le trouver, ce qui à mon avis n'est pas simple ...

Donc le rendement pour un HP c'est sa capacité à mettre des molécules en vibration (leur nombre et l'amplitude de leur vibration) par rapport à l'énergie électrique qu'on lui fournit (tension et courant). Plus la SD est grande plus on met de molécules en vibration à distance "nulle", plus le débattement est important plus l'amplitude de la vibration augmente.

Les ondes ensuite se propagent soit avec un directivité nulle (omnidirectionnel), soir une directivité non nulle. Et là d'après la loi de conservation d'énergie, plus on excite de molécules (ce qui est lié à la directivité), plus l'énergie se réppartie de manières égales entre les molécules, faisant qu'au fur et à mesure il y a une baisse de l'amplitude de la vibration des molécules (la perte de SPL avec la distance), sans compter les quelques pertes liées aux frictions et à la facilité ou non à transmettre l'énergie d'une molécule à l'autre (l'air ayant des molécules éloignées, la transmission est mauvaise contraire à du verre, ou même de l'eau) .

Je regarde ces documents pour extraire des infos :

https://cel.archives-ouvertes.fr/cel-01510839/document

https://educnet.enpc.fr/pluginfile.php/ ... e_2020.pdf

Déjà dans le premier on peut lire (page 19) : "La puissance acoustique produite par des sources à l’intérieur d’une surface S est calculée par ..."

la notion de puissance acoustique dépend d'une surface et donc au final d'une directivité.

Page 20 : "L’intensité acoustique `a travers une surface S est égale à la puissance traversant cette surface divisée par la surface"

Là encore la notion de surface intervient

Page 22, là encore des choses très intéressantes sont à lire ...

[Esscobar]

Pas besoin de chercher, je l'ai dans plusieurs livres

Quelle est-elle ?

Correspond-elle à celle de mon premier post ?

mais ça ne sert à rien de donner une formule qui n'est pas comprise

Dans ce cas posons là sur le fofo, et nous corrigerons ensemble les aberrations qui n'ont pas lieu d'être .

et dont on ne connait pas les limites.

Les limites sont généralement les limites physiques qui nous sont imposés, Bachi nous en a exposé certaines :

Genre le BL ne peut pas être infini, surtout avec une MMS ridiculement faible.
Ou aussi une SD immense avec un MMS infime ...

Pour cela nous pouvons nous baser sur ce qui existe chez les constructeurs, je pense que c'est une bonnes sources d'inspiration, non ?

Je répète, vitesse vibratoire & impédance acoustique.

Entièrement d'accord

L'impédance acoustique du Hp (dépendante de la Sd notamment) varie suivant son utilisation, même sans pavillon.

C'est à dire, tu veux parler du profil de la membrane ?

La vitesse vibratoire découle de l'énergie électrique convertie en énergie mécanique.

Yes, mais uniquement par rapport au débattement. Genre qu'une SD fasse 10cm² ou 500 cm², la vitesse vibratoire ne dépend que de l'élongation de la membrane. Sommes-nous d'accord là-dessus ?

La directivité fait varier la réponse dans l'axe mais n'intervient pas dans la réponse en puissance.

Tu es sûr de cela ? Tu me mets le doutes ...

[Esscobar]

Le couplage pav/chambre de compression fait varier la repartition entres pertes/dissipation/conversion thermiques (non désirées) et pertes/dissipation/conversion acoustiques (désirées). On reste dans l'amplitude finie de 100%.

Justement comment fait la chambre de compression et le pavillon pour diminuer les pertes au sein de la conversion électrique vers mécanique, puisque c'est ici que se font la majeure partie des pertes ?

[Esscobar]

Je t'ai donné à plusieurs reprise l'exemple des pavillons bi-radiaux JBL qui associent expansion de surface type exponentielle et directivité variable
C'est l'expansion de surface qui fixe l'impédance acoustique, pas la directivité.
C'était beaucoup moins indépendant sur les premiers pavillon expo mais ça fait longtemps que ce n'est plus le cas. C'est d'ailleurs pour cette raison qu'un pavillon parfaitement CD a une réponse dans l'axe proche de la réponse en puissance d'un moteur ... Il y a des papiers de JBL sur le sujet.

Jim, tu as raison !!!

Parler de la directivité n'est pas tout à fait juste et induit en erreur ! Car pour un profil différent, on peut parfaitement avoir des sections de pavillons qui se succèdent et sont identiques sauf que d'un côté ou peu avoir un pavillon dde section circulaire et de l'autre de section quadrilatère.

Il faut donc raisonner par rapport à une continuité de surface .

[Invite107]

Oui, sauf que Jean écrit aussi ceci : post180753916.html#p180753916

On retrouve évidemment la propriété que la vitesse des molécules d'air à l'entrée du pavillon est plus petite que celle à la sortie et ceci sans limite

Ce qui contredit la capture que tu as mise, qui stipule que S1 x V1 = S2 x V2 ... Alors que Jean dit que S1 x V1 < S2 x V2.

Je voulais parler de la vitesse des molécules d'air à l'entrée de la chambre de compression. On a Sd x Vd = Sg x Vg et donc Vd<Vg puisque Sd > Sg.

Mais attention, la relation S1 x V1 = S2 x V2 ne s'applique pas à un pavillon. Cette équation qui est celle de conservation de la masse s'applique dans le cas d'un écoulement d'air. Mais il n'y a pas d'écoulement d'air dans un pavillon. Il y a propagation d'une onde sonore.

Dans un pavillon, comme cela a été dit, la vitesse des molécules d'air à la gorge est supérieure à celle de la bouche. Mais la vitesse de la membrane est inférieure à celle d'un même haut-parleur à radiation directe pour une même puissance acoustique. C'est cette propriété qui fait que le rendement augmente parce que les pertes dans le HP diminue puisque le débit diminue.

Je ferai un post plus complet demain.

[androuski]

Le couplage pav/chambre de compression fait varier la repartition entres pertes/dissipation/conversion thermiques (non désirées) et pertes/dissipation/conversion acoustiques (désirées). On reste dans l'amplitude finie de 100%.

Justement comment fait la chambre de compression et le pavillon pour diminuer les pertes au sein de la conversion électrique vers mécanique, puisque c'est ici que se font la majeure partie des pertes ?

Si j'ai bien compris les explications que j'ai lues dans plusieurs des papiers qui ont été cités ici : l'impédance acoustique augmentant, le HP pour un même spl va avoir moins d'élongations. Si il y à moins d'élongations il y a moins de pertes mécaniques par frottement. Ca a déjà été dit plusieurs fois Pablo.