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Efficienza di un altoparlante - Sistemi di diffusione sonora

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16.4. Efficienza di un altoparlante

È la misura effettiva della potenza acustica dell'altoparlante ossia la sua capacità di trasformare l'energia elettrica in energia acustica. Ovviamente, maggiore è l'efficienza dell'altoparlante, maggiore è la quantità di energia elettrica che viene trasformata in energia acustica. La parte di energia elettrica che non viene convertita in energia acustica viene dissipata dall'altoparlante sotto forma di calore. È questo uno dei motivi per cui l'avvolgimento all'interno del traferro viene tenuto spesso sotto vuoto: la presenza di aria permetterebbe un maggiore aumento della temperatura a causa dell'energia dissipata con il rischio di danneggiare l'avvolgimento stesso. L'efficienza varia in funzione della frequenza e dunque un altoparlante viene impiegato nella banda di frequenza dove la sua efficienza è massima e pressoché costante. L'efficienza di un altoparlante è generalmente molto bassa, dell'ordine di 1-2% fino ad un massimo di 8%. Per aumentarne l'efficienza vengono adottati diversi metodi a seconda anche della banda di frequenza riprodotta. Alle basse frequenze si realizzano membrane a forma di cono che raccolgono l'aria da spostare meglio di una membrana piatta come viene mostrato nella figura seguente:

Confronto tra membrana a cono e membrana piatta
Confronto tra membrana a cono e membrana piatta

16.4.1. Altoparlanti a sospensione pneumatica

Negli altoparlanti per basse frequenze l'efficienza risulta particolarmente bassa in quanto la sospensione elastica smorza molto le oscillazioni per impedire la produzione di suoni indesiderati. Per aumentare l'efficienza si realizzano altoparlanti a sospensione pneumatica. In questo caso l'altoparlante viene fissato ad un contenitore a tenuta d'aria e il materiale che congiunge la membrana al resto della struttura viene privato delle sue caratteristiche di smorzamento il quale viene ottenuto stavolta grazie al vuoto d'aria che cerca di ripristinare le variazioni di pressione generate dall'oscillazione della membrana. In altre parole, dato che l'area posteriore alla membrana è sotto vuoto, un movimento della stessa provoca una variazione della pressione interna che viene ripristinata dal vuoto d'aria. Questo sistema consente un'escursione molto maggiore della membrana e dunque un sostanziale aumento dell'efficienza.

16.4.2. Altoparlanti a tromba acustica

Per aumentare l'efficienza degli altoparlanti dedicati alla riproduzione delle alte frequenze, questi vengono fissati alla base di un condotto a forma di tromba come viene descritto nella figura seguente:

Altoparlante a tromba
Altoparlante a tromba

In questo modo viene realizzato il cosiddetto adattamento di impedenza acustica. In assenza della tromba la membrana si trova in contatto con una superficie di aria teoricamente molto maggiore di quella della membrana stessa e questo genera una dispersione dell'energia acustica in tutte le direzioni. Con la tromba invece, la membrana si trova in contatto con una superficie d'aria simile alla sua. Il primo strato di aria (con una superficie leggermente maggiore di quella della membrana) è a sua volta in contatto con lo strato d'aria successivo che, per la forma della tromba, sarà un po' più grande del precedente e così via. In questo modo il movimento d'aria viene trasmesso progressivamente da uno strato all'altro con superficie via via maggiore e questo consente di canalizzare al meglio l'energia acustica e di evitare le dispersioni. Naturalmente vi sono diverse forme di tromba ognuna con le sue caratteristiche anche se il principio di funzionamento rimane il medesimo. Con questi sistemi si ha un incremento dell'efficienza fino al 30%. Oltre al miglioramento dell'efficienza questo sistema viene utilizzato per direzionare le alte frequenze che sappiamo dipendere fortemente dalla direzione di propagazione.

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Il corso è adottato in varie forme da molte scuole di tecnica del suono, che sono elencate in una apposita sezione.

Vi sono poi altre sezioni con approfondimenti tecnici e notizie sempre inerenti al mondo dell'ingegneria del suono e anche una sezione dedicata ail'audio professionali con il sistema operativo Linux.

 

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