Какой магнит стоит в динамиках

10

Какие магниты в динамиках.

Знаете ли вы, какая часть электродинамического излучателя самая дорогая? Нет, не золотая катушка и не диффузор из японской бумаги, а магнит.

СКОВАННЫЕ ОДНОЙ ЦЕПЬЮ

Изложенная в задача магнитной цепи — создать высоколинейное и мощное магнитное поле в воздушном зазоре, в котором перемещается звуковая катушка, — возложена не только на магнит, а на весь магнитопровод: магнит (магнитомягкий материал), задний и передний фланцы плюс керн (магнитотвердые материалы). Да что там, геометрия воздушного зазора и воздух в нем могут как помочь, так и навредить, причем в такой степени, что никакой магнит не исправит положения. Ведь вместо воздуха в зазоре может быть специальная магнитопроводящая среда, например ферромагнитная жидкость. Но об этом позже.

ЧТО ОБЩЕГО У АНГЛИЧАНИНА ДЖИЛБЕРТА, ДАТЧАНИНА ЭРСТЕДА, ФРАНЦУЗА АМПЕРА И ХОЛОДИЛЬНИКА?

Магнит — это вещь, природа которой понятна всем. Для звукотехники вроде все предельно просто: нужен магнит помощнее. Так оно и есть, но при этом в мощном излучателе, например низкочастотном, магнитная цепь нагревается. По звуковой катушке течет ток, и вследствие ее сопротивления выделяется тепло.

А теперь вспомните про паспортную мощность НЧ-динамика. 100 Вт? Пожалуйста! 200 Вт — тоже не редкость.

При большом сигнале катушка такого динамика может разогреваться до 200 градусов, а его магнит — до 100 градусов. Не без помощи постоянной Стефана-Больцмана, конечно.

Нагрев звуковой катушки вызывает такое неприятное явление, как компрессия, когда за счет роста сопротивления при нагреве начинает снижаться чувствительность и ухудшаются другие электроакустические параметры излучателя.

Подобная деградация особо характерна для медного провода звуковой катушки, будь он чистотой 99% или 99,9999%. Нагрев же магнита чреват потерей его намагниченности. Причем в отличие от случая со звуковой катушкой тут тепловые последствия будут необратимыми и заметными на слух даже в условиях домашнего, а не концертного применения.

Исторически первым шагом в погоне за мощностью магнитного поля в излучателе стал электромагнит, то есть дополнительная обмотка вокруг керна, на которую подавался постоянный ток и которая повышала напряженность магнитного поля в зазоре магнитной цепи. В 30-е годы из сплава железа, алюминия, никеля и кобальта под названием альнико научились отливать удобной формы магниты, отлично подходившие для тогдашних динамиков, которые, напомню, использовались с ламповыми усилителями небольшой мощности и, соответственно, должны были иметь высочайшую чувствительность; к мощности особых требований не предъявлялось. Иными словами, в них были немыслимы температуры нагрева выше 50°. С появлением более мощных усилителей выяснилось, что альнико после нескольких циклов нагрева теряет намагниченность, к тому же из-за политической ситуации в бассейне реки Конго в конце 1970-х кобальт стал роскошью (за год его цена поднялась на 2000%), и магниты снова стали электромагнитными. Нет, не так, конечно. К счастью, с 1950-х годов стал использоваться порошок феррита бария (или стронция), который можно добавить в железный порошок (магнетит и другие оксиды железа), а затем запечь и отформовать. Получится дешевый и удобный ферритовый магнит. Он хорош всем: выносит нагрев и при старении сохраняет без ухудшения свои характеристики, кроме одной: его магнитная энергия оставляет желать лучшего, особенно если учесть, что в условиях реальной жизни электроакустического преобразователя лишняя масса никогда не приветствуется. Еще феррит не любит мороз, но для сферы High End это малосущественно.

В 1960-х годах в авангарде исследователей, искавших альтернативу альнико, долгое время оставался американский ученый Карл Стрнат, который придумал самарие-во-кобальтовые сплавы, но с возникновением дефицита кобальта его идеи устарели. В 1983 году General Motors, Sumitomo Corporation и Китайская академия наук вроде бы независимо друг от друга создали соединение неодим-железо-бор. Мощные редкоземельные магниты, имея крошечные размеры и колоссальную магнитную индукцию, заняли с тех пор трон наиболее эффективного материала для магнита излучателей. Делают их двумя способами: порошок из смеси металлов либо запекается в специальной печи под давлением (и при температуре 1200 градусов), либо впрыскивается в расплавленный полимер и затем формуется.

Неодимовые магниты подвержены коррозии, но это преодолимо. Они не любят нагрев даже больше, чем альнико. Но главная их проблема — цена, стремительно скакнувшая вверх с 2009 года. Дело в том, ч то 95% редкоземельных металлов добывается в Китае, а поскольку тамошней автомобильной промышленности они тоже нужны, то страна ввела квоты на экспорт. За 2011 год неодим подорожал к 5 раз. Сплав самария и кобальта прекрасно выдерживает перегрев, но он еще дороже. Так что редкоземельные магниты чаще всего встречаются в ВЧ-динамиках, а остальные по-прежнему верны ферритам.

Кстати, магниты поставляются на заводы по производству громкоговорителей ненамагниченными — иначе их было бы трудно перевозить.

И еще: магнитная полоса на кредитной карте сделана из феррита бария.

Наконец, знаете ли вы, какая часть электродинамического излучателя самая дорогая? Нет, не золотая катушка и не диффузор из японской бумаги, а магнит.

ПРИКЛАДНАЯ ГЕОМЕТРИЯ

Перейдем к более скучному, но не менее важному предмету. Что делает магнитная цепь в излучателе, мы обсудили в предыдущей части руководства: она концентрирует магнитное поле в воздушном зазоре, в котором движется звуковая катушка.

Расположить магнит в магнитной цепи можно двумя основными способами, и в этих случаях он носит названия магнит кольцевой или керновый.

Поскольку в звуковой катушке течет переменный ток звуковой частоты, она будет двигаться в магнитном поле в воздушном зазоре в двух направлениях: вверх и вниз. И при движении вверх, и при движении вниз собственное электромагнитное поле катушки должно сталкиваться с симметричным постоянным магнитным полем. Если напряженность поля будет гулять, то искажения звукового сигнала, рождаемого нашим электроакустическим преобразователем, неизбежны.

Распределение эквипотенциальных линий магнитного потока вокруг зазора (по материалам расчетного ПО FEMM 4.2)

Казалось бы, в небольшом по длине воздушном зазоре совсем нетрудно обеспечить равномерное магнитное поле.

Так и было бы, если бы магнитное поле хотело в этом зазоре оставаться. Ан нет — оно не хочет и из-за разброса магнитной проницаемости керна, воздуха и нижнего фланца норовит разбежаться по сторонам.

Для начала можно, например, изменить края керна у зазора, сделать их фигурными: с выемкой или выступом. Тогда магнитный поток стабилизируется и лучше сконцентрируется в зазоре. Это замечательно, но такое решение предъявляет более жесткие требования к качеству станочных работ и пресса, вбивающего керн в задний фланец.

Чем уже зазор, тем больше полезный магнитный поток в витках катушки, но и здесь очевидны ограничения: если катушка начнет скрести по керну или переднему фланцу, о качестве звука можно забыть.

Осталось, наконец, привлечь к делу звуковую катушку. Пока как некую теоретическую концепцию, без технологий и материалов. В НЧ-излучателе катушка должна двигать диффузор не с таким уж малым смещением — иначе не получить нужное звуковое давление на самых низких частотах. Чтобы сбалансировать равномерность и мощность магнитного потока при минимуме нелинейных искажений и максимуме отдачи, конструкторам динамиков приходится думать над соотношением высоты намотки катушки и высоты зазора. Есть два полярных способа выбрать это соотношение.

Намного шире распространен случай, когда высота катушки больше высоты зазора, поскольку сила поля (зависящая от произведения магнитной индукции в зазоре на длину катушки) будет явно больше, как и максимальное смещение катушки. Главное, чтобы при смещении число витков в зазоре оставалось таким же, как и в положении покоя, и тогда линейность преобразования сохраняется на должном уровне. Случай, когда высота катушки меньше высоты зазора, дает более высокую линейность, но лишь в узком диапазоне смещений. Масса звуковой катушки меньше, но поскольку произведение магнитной индукции в зазоре на длину катушки меньше, то меньше и чувствительность. Поэтому системы, у которых высота катушки меньше высоты зазора, встречаются редко.

Каковы основные различия между сопоставимыми по характеристиками динамикам с Керамическим магнитом (феррит -стронций) и с Alnico (алюминий-никель-кобальт)? Каким образом диаметр звуковой катушки влияет на звук?

В «харизме» Alnico присутствует уравновешенная компрессия при достаточно высоком уровне сигнала, такого, который возникает при обычном режиме усилителя. Alnico является магнитным сплавом, и из всех магнитных сплавов, его легче размагнитить, чем аналогичные керамические магниты.

Это означает, что когда катушка начинает двигаться в ответ на сигнал из усилителя, она генерирует магнитное поле, которое в свою очередь пытается размагнитить сам магнит. Влияние этого поля уменьшает магнитное поле магнита Alnico и динамик становится менее эффективным, а ход катушки становится меньше. Из за этого маленького, возникшего магнитного поля, вблизи полюсов магнита, происходит изменение его структуры. Результат — уравновешенная компрессия, такая же которая похожа на компрессию в ламповом усилителе.

Керамический магнит, не не так скомпрессирован, и размагничивается не так легко как Alnico, поэтому движение звуковой катушки, не влияет на его технические свойства.

Именно поэтому некоторые гитаристы говорят, что керамика звучит немного острее на высоком уровне сигнала гитары, в отличие от Alnico.

Тем не менее, при правильном проектировании магнитной цепи динамика, керамика может быть сделана таким образом, чтобы вести себя стабильно, для получения хорошего звука гитарного усилителя и достаточной динамики.

Вы можете услышать разницу, на примере двух видов транзисторных и ламповых усилителей, где у транзисторных усилителей бывают трудно контролируемые пики и всплески, а у ламповых усилителей компрессия более ровная, красивая и гладкая. В продолжении этой идеи, можно сказать что с магнитами Alnico, как и с ламповыми усилителями, можно достичь больше объема в звуке, так как с ними звук получается тоже, компрессированый и ровный.

Кстати, компрессия или размагничивание, которое происходит с Alnico магнитами, не постоянна. Свойства могут вернуться к своей исходной точке, заданного операционного дизайна динамика.

Звуковая катушка, как электрический двигатель. Чем больше катушка, тем больше провода наматывается на неё, тем больше крутящий момент и тяговая сила, для движения диффузора динамика. При правильном подборе компонентов, вы можете получить большую чувствительность, широкий частотный диапазон, и большую мощность динамика.

Какая разница в звуке между бумажными диффузорами и сделанными из синтетики (Kapton)? Существенно ли влияет материал диффузора на характер звука?

Несмотря на тот факт, что использование бумажной формы — это удачный маркетинговый ход для динамиков, сделанных в «винтажном» стиле, это никак не может сильно влиять на итоговое звучание. Бумага так же, как и синтетика, является диамагнетиком (вещество, способное создавать внутри себя поле). Влияние материала диффузора на магнитное поле является незначительным. Больше влияет на звук разница в массе или, по-другому, в весе диффузора.

В начале 70-х, когда были модными транзисторные усилители, колонки должны были работать достаточно продолжительное время и при этом на большой громкости. Это стало причиной введения в конструктив динамика синтетического материала, потому что Kapton был прочнее, толще и тяжелее бумаги. Это заставило конструкторов увеличить мощность усилителя для более активной работы динамика и всей акустической системы.

Таким образом, более тяжёлое движение самой катушки с синтетическим диффузором и сложности с затуханием провоцировало их на создание динамиков с относительно низкой чувствительностью (dB).

Сегодня все по-другому.

Маломощные усилители, легкие компоненты и высокая чувствительность, позволяют сделать звучание аппаратуры абсолютно весомым. Единственно возможным исключением из правил является использование сплава алюминия. Некоторые специалисты считают, что в этом алюминиевом сплаве возникают не такие большие вихревые токи, как в других металлических сплавах. Большие вихревые токи могут влиять на звук, вызывая подтормаживание звуковой катушки, тем самым влияя на быстрое затухание всей акустической системы.

Является ли наличие алюминиевого пыльника (пятака) диффузора причиной изменения частотной характеристики? Говорят, что он добавляет высокие. Правда ли это?

Давайте посмотрим на историю создания диффузора, или его «пятака» (dustcap). Первое, для чего его придумали, было сдержать попадание пыли и мусора в зазор катушки и магнита.

Если вы посмотрите на какой-либо из первых выпущенных динамиков, таких как Jensen P12R , пыльник у него простой и плоский, размером примерно четверть дюйма. После того, как провели глубокие исследования по модернизации динамика, было обнаружено, что если вы используете выпуклый пыльник, сделаный из того же материала, что и диффузор, то можно изменить или сгладить некоторые пики и провалы в частотной характеристике громкоговорителя.

Затем проявилась комбинация маркетинговой и инженерной мысли.

Большой алюминевый пыльник, безусловно, выглядел круто, и при этом обладал высокой теплоемкостью. Выяснили, что он будет забирать на себя часть тепла звуковой катушки и излучать его в воздух.

Это был беспроигрышный вариант — крутой вид, заданная частотная характеристика, а также отбор тепла катушки.

Таким образом, ответ на поставленный вопрос — «Да». Откалибровав пыльник надлежащим образом и в пределах разумного, вы можете повлиять на частотную характеристику динамика, включая и высокочастотный диапазон.

Купил Fender Brown Princeton 62″, в котором заметно шумит динамик. Я думаю, что проблема, вероятно, в смещении катушки или что-то в этом роде, потому что когда я двигаю рукой диффузор динамика, то слышу как катушка трётся о корпус. Динамик 10 дюймовый старый и редкий Oxford 62″. Нужно ли мне искать новый оригинальный динамик, или можно попробовать отремонтировать старый?

Шум, безусловно, может быть от трения или от перегрева катушки, вызванного её смещением. Возможно, это бумажная стружка или другие материалы, застрявшие в зазоре между катушкой и магнитом. Существует способ, исправить это, если проблема не слишком серьезная.

Вы можете сами принять решение, попытаться это исправить или нет. В результате у вас может получится или не получиться, и, возможно, вы сможете решить эту проблему без капитальной разборки динамика.

Поскольку вы будете выполнять эту операцию без размагничивания, убедитесь, что рабочее место чисто прибрано и есть возможность включить много света.

Положите динамик диффузором вверх и с помощью скальпеля аккуратно отделите «пятак», но оставьте приклеенную часть «пятака» около 1/16 дюйма, где он соединяется с катушкой. Это важно, поскольку провод звуковой катушки проходит через эту точку и вам нужно убедиться, что вы не обрезали их соединение.

Затем с помощью пылесоса или при помощи чистого, сухого сжатого воздуха удалите пыль и прочий мусор из щели-зазора. Если динамик приходится держать диффузором вниз, то возможно понадобиться кто-то, кто помогал бы вам, удалять пыль и мусор.

Возьмите тонкий и плотный листок бумаги 3×5 дюймов и вырежьте из него аккуратную полосу одинаковой длины для того, чтобы можно было его свернуть в форму круга, и склейте. Вставьте этот листок-цилиндр в зазор между катушкой и магнитом. Это будет способствовать возвращению катушки обратно на своё место.

Далее, вновь положите динамик диффузором вверх. Возьмите ватную палочку и окуните её в бутылку ацетона (или жидкость для снятия лака). Пропитайте небольшим количеством ацетона клеевое соединение коричневого или желтого гофрированного диска, доступ к которому находится с задней стороны корзины динамика.

Затем поставьте на место пыльник и завтра можете проверять динамик. Накройте диффузор чем-нибудь на ночь, это позволит вам предотвратить попадания новой пыли в зазор. Ацетон растворит клей и должен немного исправить и сместить положение звуковой катушки и восстановить ровный зазор.

На следующий день снимите сверху защиту от пыли, вытащите полоску бумаги и посмотрите, осталось ли до сих пор трение, нажав рукой на диффузор. Если да, то попробуйте ещё раз повторить ту же процедуру с ацетоном.

Если после нескольких попыток дело окажется безнадежным, то несите динамик к профессиональным мастерам и это будет единственным правильным решением.

Стоит попробовать этот метод хотя бы для того, чтобы сохранить «родное» состояние динамика. Что касается дальнейшего использования динамика.. Если вы планируете использовать его регулярно и с большими нагрузками, я бы предложил заменить оригинальный комплект динамиков и установить новый. Многие 10 дюймовые динамики звучат очень хорошо, например в таких усилителях, как Mojo MP10R, Naylor 10, Kendrick 10 или WeberVST P10Q. Если вы хотите, чтобы у вас был британский саунд, то вы можете послушать новые Celestion серии Silver, или WeberVST Blue Pup и Silver Ten.

Говорят, что современные Alnico отличаются от старых Alnico, и что магнит имеет период полураспада?

Я не встречал такие слухи. По-моему, старые и новые динамики одинаковые. Для динамика магнит Alnico 5 является лучшим в семействе Alnico сплавов. Его максимальная отдача как раз для того, чтобы сконцентрировать высокую плотность магнитного потока в зазоре вокруг звуковой катушки.

Alnico 5 представляет собой сплав из — 8% алюминия, 14% никеля, 24% кобальта и 3% меди. Кобальт делает Alnico дорогим.

Большинство его мировых поставок из африканских стран, в частности из Заира. Эти страны контролируют рынок кобальта и других стратегических металлов, используемых в системах современного оружия. В настоящее время Кобальт продается по цене около $32 за 450 грамм.

Насчёт периода полураспада, для меня это новость. Когда динамик собирается на фабрике, магнит первоначально нейтрален или ненамагничен. В конце конвейера, только перед самым началом испытания, динамик проходит под мощным электромагнитом, который даёт энергию от 10 до 20 раз больше, чем потребуются для работы магнита. После этого мощный электромагнит выключается, а магнит динамика теряет около 2% своего магнетизма, и затем стабилизируется в своём состоянии. Через год магнитизм снижается еще на 1%, а затем в основном остается стабильным на протяжении тысяч лет. В отличие от аккумуляторных батареек для фонарика, магнит не разряжается или заряжается энергией при работе. Все, что происходит — крохотные заряженные частицы устремляются в одном направлении. Они достигают цели и затем находятся в состоянии равновесия.

Кроме того, преднамеренно размагнитить динамик можно тремя способами, которые могут привести магнит к всего лишь частичному размагничиванию.

Может быть это люди называют периодом полураспада?

Первый — выделение чрезмерного тепла. Это не наш случай, так как температура на размагничивание магнита Alnico (так называемая точка Кюри) составляет более 300 градусов С.

Второй — большие изменения магнитной силы. Это может произойти в громкоговорителе. Типичным примером является ситуация, когда человек ударяет диффузор слишком сильно. Большое значение магнетизма произведенного катушкой может частично размагнитить магнит. Именно поэтому нужно учитывать, чтобы каждый, кто собирается ремонтировать динамик, имел мощный магнетайзер для возобновления заряда магнита, на всякий случай, если он частично размагнитился.

Третий — заключительный случай, связанный с ударной нагрузкой. Если вы уронили дигнамик с Alnico магнитом, и он упал на землю острым краем магнита, он может частично размагнититься.

Мне нужна информация о том, как на выходе кабинета получить нагрузку в 2, 4, 8, и 16 Ом. Была бы полезна схема для каждой конфигурации!

Давайте посмотрим на определение сопротивления громкоговорителя, а затем пойдём дальше. Вы часто видите на динамике или другом устройстве мощности надпись «номинальное сопротивление» или «импеданс». Слово «номинальный» происходит от латинского слова «Nomen», что означает просто «имя».

Например, возможно, вы слышали этот термин в другом контексте в ходе миссии американского космического челнока. В ходе старта челнока, вы часто будете слышать астронавты говорят «все системы номинальны», или «миссия номинальна». Что означает, что все идет по плану, как оговорено.

Громкоговоритель — это устройство с определенным сопротивлением. Электрическое сопротивление — это противодействие электрической цепи (или её участка) электрическому току. Таким образом, сопротивление — это сочетание двух определений. Помните в фильме «Волшебник изумрудного Города», когда, наконец Страшила получил мозг, он сразу же начал произносить фантастическую формулу «сумма квадратов сторон прямоугольного треугольника. «? Он повторял теорему Пифагора для прямоугольных треугольников.

Мы тоже можем попробовать, использовать эту формулу для расчета импеданса. Подумайте о флагштоке с ВС, который бросает тень от солнца, на землю. Высота флагштока будет представлять сопротивление, а линия от основания флагштока до крайней точки на земле, от тени древка, будет представлять сопротивление. Если вы натянули струну от верха флагштока и до точки на земле, где остановилась тень, длина струны и будет количеством сопротивления. Длина гипотенузы будет больше, чем любая длина катета.

Итак, к чему всё это? Динамик номиналом 8 Ом, будет иметь сопротивление меньше, чем 8 Ом. Если сопротивление ниже, чем, например, 8 Ом, но не ниже, чем следующий, распространенный стандарт 4 Ом, номиналом будет объявлено 8 Ом. Вы можете написать номинальное сопротивление и больше чем 8 Ом. Многие номинальные стандарты, применялись на протяжении многих лет, среди них 2 Ом, 10 Ом, а 15 Ом. 4, 8 и 16 Ом были стандартизированы за последние 30 лет.

Основная разница в катушках, каждую из которых можно обозначить номиналом в 8 Ом, например, будет заключаться в разных значениях постоянного DC сопротивления для каждой. Разница возникает из-за длины проволки, диаметра проволки, свойств и т.д. В каждом конкретном случае, если постоянное сопротивление DC будет в диапазоне от 5,5 до 6,5 Ом, то динамик будет иметь номинал 8 Ом.

Еще одним способом определения, является измерение переменного AC сопротивления на специальном оборудовании. Часто подают 400Гц в качестве тест-частоты, а иногда 1000 Гц. Производный график измерения, можно посмотреть на рисунке 1 (Figure 1). Заявленное, сопротивление, будет в первой условной точке, представленного графика после первого пика. Обратите внимание на большой пик громкоговорителя на резонансе вокруг 100 Гц. Затем кривая резко понижается, и опять растёт. Сопротивление в нижней точке падения, и будет объявлено «номинальным».

Это интересный пример определения номинала сопротивления, хотя и старое правило, которое мы описывали выше, так же прекрасно работает.

Примеры включения различных конфигураций громкоговорителей на рисунке приведены ниже.

Panasonic и музей РЖД

Владимир Дунькович: Системы управления сценической механикой.

Синхронизация. Новый уровень шоу. OSC для шоу

Максим Коротков о реалиях с MAX \ MAX Productions

Константин Герасимов: дизайн — это технологии

Алексей Белов: Главный в нашем клубе — музыкант

Роберт Бойм: Я благодарен Москве и России — мою работу тут слушают и понимают

pdf «Шоумастера» № 3 2018 (94)

Четыре концерта с одной консоли в Мюнхенской филармонии Гаштайг

20 лет Universal Acoustics: история с продолжением

Беспроводные решения Astera на российском рынке

OKNO-AUDIO и семь стадионов

Илья Лукашев о звукорежиссуре

Simple Way Ground Safety — безопасность на сцене

Александр Фадеев: путь начинающего художника по свету

Что такое райдер и как его составлять

Дурацкий способ обработать бочку

pdf «Шоумастера» № 2 2018

Panasonic в Еврейском музее и центре толерантности

Концерты «БИ-2» с оркестром: передвижная готика

Дмитрий Кудинов: счастливый профессионал

Звукорежиссеры Владислав Чередниченко и Лев Ребрин

Свет в туре Ивана Дорна «OTD»

Шоу Ани Лорак «Дива»: Илья Пиотровский, Александр Манзенко, Роман Вакулюк,

Андрей Шилов. Прокат как бизнес

Общественно-деловой центр Matrex в Сколково по праву станет одним из новых символов Москвы, причем не только в архитектурном, но и в техническом аспекте. Новейшие мультимедийные системы и решения, опережающие время, делают Matrex уникальным.

Общественно-деловой центр Matrex в Сколково по праву станет одним из новых символов Москвы, причем не только в архитектурном, но и в техническом аспекте. Новейшие мультимедийные системы и решения, опережающие время, делают Matrex уникальным.

Всему, что знаю, я научился самостоятельно. Читал, наблюдал, пробовал, экспериментировал, совершал ошибки, переделывал заново. Никто меня не учил. В то время в Литве не было никаких специальных учебных заведений, в которых обучали бы работе со световым оборудованием. Вообще, я считаю, что научиться этому нельзя. Чтобы стать художником по свету, нужно иметь что-то такое «внутри» изначально. Можно научиться работать с пультом, программированию, можно выучить все технические характеристики, но вот научиться творить нельзя.

Общественно-деловой центр Matrex в Сколково по праву станет одним из новых символов Москвы, причем не только в архитектурном, но и в техническом аспекте. Новейшие мультимедийные системы и решения, опережающие время, делают Matrex уникальным.

Не следует путать новые возможности дизайна активных помещений с «поддерживаемой реверберацией», которая с 1950-х годов использовалась в Королевском фестивальном зале (Royal Festival Hall), а позже в студиях «Лаймхаус» (Limehouse Studios). Это были системы, использующие настраиваемые резонаторы и многоканальные усилители для распределения естественных резонансов до нужной части помещения.

их результаты — ниже. Участники «Клуба прокатчиков шоу-технологий» активно обсуждали эту тему.
Мы предложили ответить на несколько вопросов специалистам, которые уже не один годв нашем бизнесе,
и их мнение, безусловно, будет интересно нашим читателям.

Андрей Шилов: «Выступая на 12 зимней конференции прокатных компаний в Самаре, в своем докладе я поделился с аудиторией проблемой, которая меня сильно беспокоит последние 3-4 года. Мои эмпирические исследования рынка проката привели к неутешительным выводам о катастрофическом падении производительности труда в этой отрасли. И в своем докладе я обратил внимание владельцев компаний на эту проблему как на самую важную угрозу их бизнесу. Мои тезисы вызвали большое количество вопросов и длительную дискуссию на форумах в соцсетях.»

Неодимовые динамики

Магнит является один из важнейших конструкции электродинамичности в динамиках. Магниты уже давно применяется в изготовлении динамиков, но особенную популярность приобрели именно в наши дни. Переменный ток, проходящий через обмотку динамика, взаимодействует с магнитным полем находящегося в нем магнита, что вызывает в соответствии с законом Ампера, переменную силу, воздействующую на диффузор динамика.

В современных конструкциях динамических головок применяю несколько иную конфигурацию, катушка движется не в цилиндрическом задоре, да и сама не является цилиндрической по норме, а напоминает скорее спираль. Диаметр катушки выбирается исходя из размеров магнита для оптимального нагрева проволоки и индуктивности, чем больше диаметр катушки, тем больше магнит и шире диапазон частот. Меньший диаметр, выдаёт меньше верхов.

Магниты в динамиках бывают: керамические, фееритовые, alnico и неодимовые.
Каждый их них создает свое магнитное поле и завихрение магнитных потоков, что в итоге и влияет на звук.

Считается, что alnico имеет менее резкую «атаку», спокойное и мягкое звучание «smooth», мягкий неплотный низ и читаемый «колокольчиковый» верх.
У керамики более «зернистое» звучание, с выраженной серединой и верхом, более высокая читаемость и субъективно, более быстрая/резкая реакция.

Феррит считается хрупким, но не боится коррозии и низких температур (хотя при температуре минус 60 градусов имеет свойство размагничиваться).
Неодимовые магниты, сочетают и то и другое, с быстрой атакой и точностью передачи.

Неодимовые динамики — это те, во внутренней части присутствует неодим.
Неодимовый магнит считается одним из самых мощных магнитов в природе. Не смотря на его маленький вес и крошечные размеры, эти магниты обладают огромной силой сцепления, чем пользуются производители техники. Неодим легко окисляется, хотя и покрывается тонким защитным слоем никеля в несколько микрон.

Динамик использует взаимодействие между переменным магнитным полем, генерируемым проволочной катушкой, и постоянным магнитным полем, создаваемым неодимовым магнитом.
Основные преимущества — высокая эффективность и легкость, что особенно важно для производителей домашней акустики. Например, для получения качественного звука можно воспользоваться и традиционными решениями, но в этом случае колонки могут стать тяжелыми и неудобными.
В звуковых катушках неодим отвечает за передачу частотного диапазона, а следовательно — за чистоту звука и его насыщенность.

Звучат они лучше других, но у динамиков с неодимовыми магнитами есть недостатки:

Неодимовые громкоговорители – «что это такое и с чем это едят». Взгляд со стороны практика

Что такое неодимовые громкоговорители и с чем они ассоциируются?
Думаю, каждый, кто имел дело с неодимовыми громкоговорителями, знает, что они гарантируют малый вес динамиков при том же кпд, а в сочетании с пластиковым корпусом колонок, импульсным блоком питания и усилителем D-класса мы получаем «мечту тамады». Которую очень легко транспортировать и даже можно (до определенной степени, конечно) кантовать.
Однако мало кто себе представляет, какие возникают подводные камни» при их использовании.

Неодим в динамике

Начнем с исторической справки. В Периодической системе элементов Менделеева элементы под NN 59 (празеодим) и 60 (неодим) появились после разделения дидима в 1885 году, который считался раньше единым элементом. За данное достижение мы должны быть благодарны австрийскому химику Карлу Ауэру фон Вельсбаху. Выделить чистый неодим удалось лишь в 1925 году.
Цены на неодим даже сейчас, в кризис, отнюдь не бюджетны — котировка килограмма на LME составляет порядка 160 долларов (а в конце прошлого года цены колебались вокруг 280 долларов), и этому есть две причины. Первая – это то, что выделение чистого неодима среди химически подобных ему так называемых редкоземельных элементов очень сложно. Вторая – это то, что неодим является незаменимой легирующей добавкой для титана – всего 1,5% неодима увеличивают прочность последнего в полтора раза. Понятно, что на цену такой полезной добавки особо не смотрят. Нас же интересуют все-таки магниты.

Эталон компактности неодима

Первоначально неодим применялся в составе NdCox/NdYCox магнитов как замена еще более дорогого самария в магнитах системы R-Cox.
Но в 80-е годы XX века были сначала теоретически предсказаны, а затем получены постоянные магниты системы Nd-Fe-B с рекордными характеристиками магнитных свойств: остаточной магнитной индукцией («сила магнита») и коэрцитивной силой (сопротивляемость размагничиванию). Произведение остаточной индукции на коэрцитивную силу дает так называемую магнитную энергию, у лучших серийных образцов достигающую 50 миллионов гаусс*эрстед, или примерно 80% от теоретического предела. На практике это означает, что два магнита размером всего в несколько сантиметров не сможет разъединить руками даже Шварценеггер (из-за чего, кстати, при обращении с ними нужно соблюдать специальные меры предосторожности). А свою «магнитную силу» в нормальных условиях они теряют лишь на 1 % за 100 лет.
В то же время неодимовые магниты нельзя считать идеальными – кроме достоинств у них есть и недостатки.
Сейчас с использованием неодима производится в основном два типа магнитов: «истинный» NdFeB — неодим-железо-бор или, если требования к магнитной энергии на единицу объема не так высоки, чистый неодим заменяют смесью неодима с другими редкоземельными металлами (так называемым мишметаллом). Смысл замены в том, что то же количество неодима в составе мишметалла стоит дешевле.
Физические характеристики спеченного NdFeB (неодим-железо-бор):
Плотность материала – 7,4 (г/см3);
Температура Кюри – 310-340 (град. С);
Твердость по Виккерсу – 600 (Hv);
Электрическое сопротивление – 130-150 (Ом/см);
Остаточная индукция – 8000…13500 гаусс (0.8…1.35 Тл);
Коэрцитивная сила – 4000…12000 эрстед.
Эти магнитные свойства намного (в разы) выше, чем у ферритовых магнитов.
Но за безусловные достоинства приходится платить. И отнюдь не только деньгами.
Ферритовые магниты, состоящие из спеченных оксидов (то есть керамики), хотя и хрупки, но абсолютно не боятся коррозии и низких температур. Неодимовые же наоборот – без защитного покрытия легко окисляются, а во влажном воздухе даже превращаются в труху.
Дабы неодимовый магнит не терял товарного вида, его всегда гальванически покрывают тонким слоем защитного металла (никеля). Толщина этого покрытия далеко не всегда превышает несколько микрон, как следствие, это покрытие может быть повреждено прямо на заводе в процессе сборки динамика или при установке его в акустическую систему. Проблема в том, что от любого отверстия в покрытии начинается коррозия магнита, продукты этой коррозии, большие по объему, чем исходный материал, приводят к отслаиванию покрытия вокруг первоначального отверстия, и процесс развивается по нарастающей. В конечном итоге с полки магазина мы получаем уже поржавевший магнит, и даже не имеем возможности это заметить. Другое дело, когда динамики поставляются как запасные части — упакованы они гораздо бережнее (в картон и пенопласт, полиэтилен или бумагу), да и вообще, когда товаром является не целое устройство, а лишь его запчасть, отделы технического контроля гораздо жестче выбраковывают «некондицию».

Пример с радиатором

В идеальном варианте магнит защищает от внешней среды не только покрытие, но и радиатор. Тут-то мы и переходим к следующей проблеме.
По «нежности» неодимовые магниты в чем-то похожи на яйца.
Допустимый температурный режим у неодимовых магнитов довольно узок. Во-первых, они плохо переносят и жару, и холод, а во вторых – температурный коэффициент расширения у них довольно сильно отличается от окружающих их материалов магнитопровода. Одна знакомая тамада зимой забросила свои новые итальянские колонки в гараж из металлического каркаса, а через какое-то время повезла их на мероприятие. Каково же было ее удивление, когда, проработав «с холода» 20 минут, они замолчали.
В данном казусе, конечно же, виновато игнорирование свойств аппаратуры, ибо в руководстве пользователя черным по белому описан температурный режим хранения и эксплуатации.
Произошла простая вещь – съехала катушка и вдобавок магнит потерял почти всю свою магнитную индукцию.
Историй про перегрев, к сожалению, у нас нет, но найдется несколько замечаний.
В любом неодимовом громкоговорителе, особенно в высокочастотных «пищалках» есть небольшие «вентиляционные» отверстия в магнитной системе. Сделаны они отнюдь не для повышения качества звучания, а имеют вполне прикладное применение – воздух должен гулять вокруг катушки, не давая ей перегреваться и перегревать магнит, становящийся от перегрева весьма и весьма хрупким (и могущим потерять магнитную энергию). Во-первых, защитное покрытие не выдержит перегрева и уже через несколько дней мы увидим окись вокруг катушки, а во-вторых, при определенной температуре магнит потеряет минимум половину индукции.
Также следует обратить внимание на хранение – при неправильном хранении, например, в пыльном гараже, те самые отверстия, предназначенные для вентиляции, забиваются пылью со всеми вытекающими из этого последствиями. И это не было бы особой проблемой при отсутствии на площадках дым-машин. Основой рабочих веществ для них чаще всего является глицерин, накрепко проклеивающий «пылевой теплоизолятор» и заполняющий мельчайшие полости и щели устройств.
Особого внимания заслуживает и вопрос использования отечественным производителем неодимовых головок, но об этом, а также о «самопале» и «самопиле» мы поговорим в следующий раз.

Ферритовые магниты vs. неодимовые в акустических системах: что эффективнее?

«. срок службы магнита или количество времени, в течение которого магнит сохраняет свои магнитные характеристики. Неодимовый магнит теряет порядка 1% в течение 100 лет, в то время, как ферритовый магнит уже через 8-10 лет полностью теряет свои магнитные свойства и становится обычным куском железа. ».

Получается, что акустика на ферритовых магнитах через 8-10 лет становится мягко говоря не соответствующей своим изначальный параметрам? В отличие от акустики на неодимах?

Ответы

На работе померял теслометром напряженность вектора магнитной индукции в зазоре разобранного старого 10ГД-30б динамика 1984 года, там около 0.8 Тл. Может и больше, просто зонд теслометра туда не совсем пролезает. По паспорту у него в новом виде должно быть 0,90-0,95. Феррит только от тепла деградирует, от комнатной заметно не стареет.

Ещё добавлю про альнико, — вот они точно деградируют: наш физик с работы говорит, что намагничивают его ещё комочком в момент застывания из расплава, поэтому перемагнитить старый альнико на нашей установке практически нельзя (ферриты и неодим перемагничиваем). Поэтому от винтажа с альнико магнитами я бы действительно воздержался.

В производстве у нас используются магниты неодимовые для специальных применений с повышенной термостойкостью до 120гр С марки N48H до 4,5 Тл. Такие же в винчестерах HDD, по-моему, используют. Думаю в динамиках такие не встретить, так как они в 2-3 раза дороже обычных до 80гр С.

Сейчас у нас ходят слухи, что у монопольных в этом деле китайцев появились неодимовые магниты до 7 Тл. Слухи проверяем, производителя ищем, есть мнение, что пока гражданским это недоступно, и всё семерки идут на двигатели постоянного тока для беспилотников и подводных лодок КНР. С аудиофильской точки зрения доступность таких магнитов могла бы ещё раз встряхнуть аудиоиндустрию.