Fabrizio Calabrese: Energia, Potenza, Rendimento (cc)

...per non dimenticare i problemi lessicali di Calabrese che ha tradotto "sensibilità" con "efficienza" (e non solo...)
https://audioitalia.mondoforum.com/view ... =27&t=1450.
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"Dove sussistono problemi lessicali non è possibile formulare ragionamenti logici" (P.A.M. Kistanami). Niente insulti e parolacce. A quelle ci pensa già il Sig. Fabrizio Calabrese.
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Fabrizio Calabrese: Energia, Potenza, Rendimento (cc)

#1 Messaggio da MarioBon »

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Fabrizio Calabrese nel post riportato afferma che l'energia è il prodotto della potenza per la sensibilità dei diffusori.

La sensibilità di un sistema di altoparlanti è definita come segue:
La sensibilità è il livello SPL ottenuto sull'asse di radiazione del sistema misurato in ambiente anecoico in campo lontano e riferito alla distanza di un metro quando il sistema è pilotato con un segnale in tensione di 2.83 VRMS

La potenza elettrica è il prodotto della tensione per la corrente (P = VI*) in genere ci si riferisce alla potenza attiva ovvero alla parte reale di VI*. Al di là di questo in generale la potenza è il lavoro diviso il tempo.

Il lavoro è sempre una differenza di energia quindi lavoro ed energia si esprimono con le stesse unità di misura.

Quindi Fabrizio Calabrese fa formulato una uguaglianza tra due unità di misura diverse:

Energia = dB x Watt = Watt = (E2-E1)/t

in pratica energia = energia fratto tempo.

A questo si aggiunga che l'energia è sempre definita a meno di una costante e solo le differenze di energia hano significato fisico.

Dal punto di vista metosologico la prima verifica da farsi è la coerenza delle unità delle unità di misura.

Quindi abbiamo:
- una mancanza metodologica
- un errore nell'uguagliare grandezze con unità di misura diverse

Oltre a ciò non c'è nulla di conosciuto che si calcoli come prodotto tra la sensibilità di un altoparlante e la potenza dell'amplificatore.

Vediano cosa si può ricavare conoscendo la sensibilità e la potenza dell'amplificatore.
Dalla potenza dell'amplificatore, nell'ipotesi che il fattore di smorzameto sia infinito, si ricava la tensione RMS e la tensione di picco.

da P=V^2 x R risulta che la tensione RMS vale la radice quadrata di P/R
con tale valore, riferito a 2.83 Vrms ricaviamo di quanti dB aumenta il livello prodotto dall'altoparlante:

SPLmax = SPL + 10log10(P/R) - 20log10(2.83)
Per quanto riguarda il picco (se il segnale è sinusoidale) basta aggiungere 3 dB.
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Re: Energia, Potenza, Rendimento

#2 Messaggio da MarioBon »

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In questo post Fabrizio Calabrese afferma che: SPL max = Potenza_massima x efficienza (1)
in realtà:
Potenza_acustica = Potenza_elettrica x Rendimento
dove la Potenza_elettrica è la potenza elettrica attiva e la potenza acustica è la potenza acustica attiva. In questa occasione Fabrizio Calabrese confonde la potenza acustica con il livello SPL. Il voler fornire "spiegazioni semplici" non è un alibi per fornire spiegazioni sbagliate.

Vediamo quale relazione sussiste tra SPL e rendimento:

Rendimento = 10^ (0.1(SPL0-DI-109.2)) (2)
esplicitando SPL0 si ottiene (applichiamo log10 a destra e a sinistra)
10log10 (rendimento)+109.2+DI = SPL0
dove SPL0 è la sensibilità del sistema di altparlanti in dB/1m/1Watt e DI è l'indice di Direttività del sistema di altoparlanti in esame. 109.2 dB è il livello SPL prodotto a un metro di distanza da una sfera pulsnte ideale. Se il sistema riproduce un tono sinusoidale possiamo ottenere il massimo SPL aggiungendo 3 dB. la (3) esprime la relazione tra SPL e rendimento ma richiede l'indice di direttività e non la potenza elettrica.

Ad oggi non è dato sapere se Fabrizio Calabrese ritiene espressione (2) valida. Da come scrive la (1) sembrerebbe avere convinzioni diverse.
Resta il fatto che la (1) è molto diversa dalla (3).

Notiamo, anche in questo caso, che nella (1) vengono equiparati dB (adimensionali) a Watt. Questo errore, che è anche metodologico, è già stato evidenziato.
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Re: Energia,Potenza, Rendimento

#3 Messaggio da MarioBon »

Utilizzo anche questo Post di Marcello Croce dove, pur dando la definizione corretta di rendimento, ammette che il rendimento dei sistemi a tromba si calcola in modo diverso (che è quello che cerco di far capire e che è un punto da superare). Ciò rende l'efficienza dei sistemi a tromba non confrontabile con quella,per esempio, dei sistemi a radiazione diretta. Questo non significa che i sistemi a tromba non abbiano rendimento alto ma che non è così alto come si vuole far credere.
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C'è da fare un appunto sulla definizione di sensibilità che non è riferita alla potenza di un Watt ma alla tensione di 2.83 VRMS (che corrisponde a un Watt solo se l'impedenza del sistema sotto misura vale 8 ohm resistivi). Utilizzare un riferimento in tensione (anzichè in potenza) serve a non dover tener conto dell'impedenza del sistema che è generalmente dipendete dalla frequenza. In questo modo i dati di sensibilità sono tra loro confrontabili.
Se i risultati delle misure non sono tra loro confrontabili, le misure stesse perdono gran parte della loro utilità.
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Re: Energia, Potenza, Rendimento

#4 Messaggio da MarioBon »

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Nella comunicazione con Fabrizio Calabrese si devono mettere in conto i problemi lessicali.
Qui i termine "rendimento" è usato al posto di "sensibilità".
Quando ci sono problemi lessicali non si possono formulare ragionamenti logici perchè non si sa cosa si dice o di cosa si stia parlando (o quantomeno l'interlocutore non capisce...).
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Re: Energia, Potenza, Rendimento

#5 Messaggio da MarioBon »

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é vero ci sono i grafici ... ma quando in un grafico si leggono in ordinata dB SPL siamo sicuri che si tratti di dB SPL o è potenza o rendimento...? Perchè a leggere i post di Calabrese non è sempre chiaro cosa intenda (e poi che ci azzecca HornResp?)
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Sempre sul rendimento (cc)

#6 Messaggio da MarioBon »

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vi si legge:
"Immagino che a questo punto abbiate tutti capito al volo dove sta la differenza tra le modalità di calcolo adottate da Olson e da Hornresp (vedi ne post precedete) e quelle impiegate dalle riviste e da un gran numero di testi. Si tratta in entrambi i casi di valori veri, corretti: quel che cambia è solo il rifermento, che nel primo caso è calcolato hertz per hertz, mentre nel secondo caso è costante e nominale."

E' una vita che ripeto che il rendimento si calcola in un modo solo: come rapporto delle potenze attive in uscita ed in ingresso.

Se ci sono più modi devono comunque portare allo stesso risultato. Per definizione non ci possono essere due "valori veri" (vedasi la definizione di Valore vero in metrologia). Ci possono essere due valori diversi ma corretti (se per esempio sono espressi con unità di misura diverse).

Siamo quindi ancora alle prese con prolemi lessicali.
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Re: Sempre sul rendimento

#7 Messaggio da MarioBon »

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Quindi mi dà torto dandomi ragione. Io chiedo di calcolare il rendimento come rapporto delle potenze attive e Calabrese risponde che sono quelli come me che usano come riferimento un carico fisso.
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Re: Sempre sul rendimento

#8 Messaggio da MarioBon »

consideriamo questo grafico postato da Calabrese:
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La risposta in frequenza è riferita a un metro con 1 Watt. Si dovrebbe intendere che questo Watt tenga conto dell'impedenza altrimenti sarebbe stata indicata la tensione di prova (tipo 2.83 Vrms o altro). Nel mezzo c'è il grafico del rendimento.

A 100 Hz il rendimento vale il 25% e l'impedenza è di 8 ohm.
Il 25% di rendimento corrisponde (se Q=1) a 103.2 dB SPL in asse.
Nel grafico però se ne contano 106 quindi il rendimento dovrebbe essere prossimo al 50%
come del resto di vede a circa 80 Hz (dove il 50% di rendimento corrisponde a circa 106 dB di SPL ovvero mezza Watt acustico come atteso). Tra 40 e 50 Hz il rendimento vale ancora il 25% ma l'SPL sta a circa 98 dB (invece di 103). A questa frequenza ci dovrebbe essere lo stesso SPL misurato a 100 Hz:
Probabilmente anche in questo caso il woofer è collocato in un volume accordato ed il rendimento si riferisce al solo woofer attivo. Il rendimento però dovrebbe essere riferito alla potenza acustica attiva emessa dalla sorgente nel suo complesso.
Qualche cosa di non conforme alle definizioni si trova comunque...
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Re: Sempre sul rendimento

#9 Messaggio da MarioBon »

torniamo sul limite massimo del rendimento per un altoparlante che irradia solo da una faccia. Consideriamo la sfera pulsante ideale in tre situazioni:
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deve essere chiaro che la sfera pulsante, per avere rendimento del 100% deve avere impedenza meccanica (Zm) infinita e impedenza acustica (Za) infinita.

Il rendimento meccanico vale Re[Zes]/Re[Zes+Ze] dove Zes+Ze è l'impedenza dell'altoparlante
il rendimento acustico vale Re[Za]/Re[Zm+Za]

Il rendimento totale è il prodotto dei due.
Se ora sostituiamo la sfera pulsante ideale con un altoparlante il rendimento meccanico è quello indicato ed è massimo quando Ze è nulla. Per il rendimento acustico non si può portare a zero Zm perchè significherebbe privare il pistone della massa. Il rendimento acustico è massimo quando Zm=Za. In queste condizioni il rendimento acustico vale il 50%.
Quindi metà potenza viene sacrificata nel lungo tubo e una altra metà viene sacrificata per massimizzare il trasferimento di potenza dal pistone all'aria.
In tutto il rendimento si dimezza due volte e diventa pari al 25%.
Questo avviene quando il rendimento meccanico è del 100%. Nella realtà, quindi, il 25% non può essere raggiunto.
Che dietro all'altoparlante ci sia un lungo tubo o una cassa chiusa fa differenza: una cassa chiusa aumenta la frequenza di risonanza ed il Qt ma "accorcia" l'estensione verso il basso quindi il rendimento può aumentare per il Qt più alto ma si riduce alle frequenze inferiori alla frequenza di risonanza.
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Re: Sempre sul rendimento

#10 Messaggio da MarioBon »

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se avessi scritto che 1+1=2 avrebbe trovato da ridire comunque...
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