パワーアンプのパワーについて - 1299390376

1：電解液：2011/03/06(日) 14:46:16 HOST:210-236-012-141.ohtv.ne.jp: ウーハーをネットワークを通さず
全帯域で鳴らした場合、当然高域になるにしたがって
音量が小さくなり歪んできますが（歪みはコーンの変形が主ですが）
これはアンプの制動力に問題があると思いますが
皆様如何お考えですか？
一定の質量を持った物体を１秒間に１ｍｍのストロークで
１００回動かす場合と１０００回動かす場合では
何倍のパワーが必要なのでしょうか？
2：通行人：2011/03/06(日) 17:39:34 HOST:softbank218127146016.bbtec.net: これはいゆわる「ブランコの法則」と同じです。
重たい大人が乗ったブランコでも、子供がゆっくり少しづつ動かせば動き出す。
速く動かしすぎると力が伝わらず徒労に終わる。
そもそも電気回路には周波数の関係するインピーダンスがあって、ある範囲に入っているものでないと力は伝送しません。
一般にP=I*Eであるけれども、
電圧のゲインは、Vout/Vin=1/[LCs*s+RCs*s+1]
電流のゲインは、I(s)=vo/[s(s+R/L)]
sはラプラシアンという超関数で、複素数の関係する式になります。
それからRとCの時定数を入れないと計算できません。
また、I(s)は、自然対数の形に逆ラプラス変換しないと上の電圧の式と整合できません。
この基本式を元に、上の条件で計算が出来る人は半端でなく数学が得意な人に限られます。
どなたかトライしてみては?
周波数特性とパワーを議論するのにラプラス変換や伝達関数抜きの議論は無意味です。
3：通行人：2011/03/06(日) 18:21:57 HOST:softbank218127146016.bbtec.net: ところで、上の100回と1000回の話ですが、
この場合、おそらく単純に10倍の違いだと思いますが、式で証明するのは難しい。
一般にアンプのダンピングファクターは、右肩下がりで高周波のほうが低くなってます。
低周波の上限はあるところで頭打ちになりますから、
ダンピングファクターのグラフの台形の面積の範囲では、出力能力はあるものと考えるしかないでしょう。
各メーカーのダンピングファクターの特性を見てもほとんど同じでつまらないですよ。
おまけに真空管アンプはその面積がトランジスタより凄く狭い。
でも実際の音は違うでしょ?
たぶん、誰も決定的な事は言えないですよ。
4：電解液：2011/03/10(木) 14:56:42 HOST:210-236-012-141.ohtv.ne.jp: 速さが２倍になるとその物体の持っているエネルギーは４倍になりますね
だから速さが１０倍になるとエネルギーは１００倍です
同じストロークで１００回から１０００回にするには
単純計算で１００倍のパワーが必要でしょう？
5：通行人：2011/03/11(金) 02:35:53 HOST:softbank218127146016.bbtec.net: 間違っています。

エネルギーは、インピーダンスを乗り越えてボイスコイルを駆動するものです。
ボイスコイルからは常に逆起電力やスピーカーコーン紙の空気抵抗という抵抗にさらされます。
エネルギーは単位駆動力と時間の積分です。

あなたの言う速さは慣性力であって一度そのスピードの乗れば抵抗なくエネルギーが保存される場合に限定された話しです。

結果だけを先に言いましょう。
エネルギーは振幅とポテンシャル力のみに比例します。
振動数とは無関係です。
じゃあ何故10回と100回が違うのだ?と思うでしょう。
それは抵抗力に10回立ち向かうか100回立ち向かうかの違いです。
前にも話したインピーダンスを乗り越えるエネルギーが常に供給されないと所定の振幅を保持できません。
そして、実際の振動に関する駆動力は、レスポンス関数というのがあって
周波数でそれが異なるのです。
要するに、ここでまた「ブランコの法則」が現れるわけです。

現実は、インピーダンスと粘性抵抗とで消費される部分もエネルギーに加えないと伝達していきませんよね。
15ヘルツくらいの周波数で15インチウーハーが空気を押しのけて動くエネルギーと、
超高周波の軽量なダイヤフラムが2万回動くエネルギーと比べるとどっちがエネルギーが必要?
という質問って難しいでしょ?
現実世界には空気があって常に抵抗となっているから話しは単純ではないですよ。
6：電解液：2011/03/11(金) 13:55:44 HOST:210-236-012-141.ohtv.ne.jp: ＞要するに、ここでまた「ブランコの法則」が現れるわけです。
ブランコの場合は固有振動数が決まっています（ロープの長さ）
＞超高周波の軽量なダイヤフラムが2万回動くエネルギーと比べるとどっちがエネルギーが必要?
１にも書いてるようにウーハーに限っての話です。
１ｍｍのストロークで１００ＨＺなら秒速２０ｃｍですが
１０００ＨＺなら２ｍになります。この２つの慣性質量を
制御するには１００倍の力が必要とおもいますが
もっと解りやすく言えば
１ｋｇの鉄球を握り左右に動かす場合
早く振ると早く疲れるという事です。
7：ハーゲン：2011/03/12(土) 19:26:17 HOST:130.137.1.110.ap.yournet.ne.jp: ずいぶん難しそうなテーマですね。
私には数学的／物理敵な理解はとてもできないのですが、もともとの電解さんのご意見は、

ウーファで高音が出ないのはアンプ側のパワー不足や制動力（ダンピングファクタ？）の
問題であって理想的なアンプを使えば高音まで出せるのではないだろうか？

という意味合いなのでしょうか？「ブランコの法則」というのは今ひとつ理解できないのですが、
ウーファーの場合振動版は大きくて柔らかいので高い周波数だとボイスコイルが動いても
振動板に伝わらず「からぶり」になってしまい空気に音響エネルギとして伝わらないという
ことなんじゃないでしょうか？

アンプのダンピングファクタは低音にはだいぶ違いが出るということは聞いたことがありますが、
高音の変化があるとというのではなかったように記憶していますが、間違っているのかなぁ？
8：前期高齢者：2011/03/12(土) 20:29:47 HOST:h219-110-142-101.catv02.itscom.jp: 小生も文系なので

>数学的／物理敵な理解はとてもできないのですが

ダンピングファクタと低音の佇まい、というのは関係ないように思いますね。
ダンピングファクタというのは出力インピーダンスと「一定の負荷」との間
「だけ」の関係ですよね。

そこには動的な考察は無視されているように感じますね。

等価回路ですべて説明できる、と言い張る電気やさんは悲劇かと。
9：通行人：2011/03/13(日) 04:29:52 HOST:softbank218127146016.bbtec.net: 電解液さん

まず、高校の物理の教科書を再度熟読しましょう。
下記のサイトにちょっと難しい説明があるので、まずこれを読むことをお勧めします。
*ttp://okawa-denshi.jp/techdoc/2-3-2tatamikomi.htm

エネルギーは、要するに消費電力のことですが、
電力は、磁場のもポテンシャルエネルギー、運動エネルギーそれと、空気抵抗、摩擦抵抗
などの合計です。
運動エネルギーの事のみにしか考えが及ばないのは物理が良く判っていないためだと思います。

ここまでは高校生でも理解できますが、
現実世界は伝達関数の積分をしないとなりません。
要するにインパルスレスポンスです。
*ttp://okawa-denshi.jp/techdoc/2-3-2tatamikomi.htm
周波数の違いによる応答関数はここが理解できないと理解できないです。

100回と1000回の話しですが、
ボイスコイルの旅行距離を考えると10倍だから、
「外力のエネルギーは、まず10倍」と考えます。
運動エネルギーは、そのポテンシャルエネルギーを取り出した一面にしか過ぎません。

そして「伝達関数は質量とバネ定数が異なると周波数によって異なるから、話は単純ではないぞ」と。
次に「空気摩擦もあるし、内部損失もあるからもっと必要だろう。」
と考えが及ばないとなりません。
空気の粘性抵抗は、どのように利くのかは判らないです。
車の場合は時速200キロくらいからと言われてますよね。
時速50キロの車にエアロパーツつけても意味ないでしょ?
つまり非線形の応答関数になります。
10：通行人：2011/03/13(日) 04:46:21 HOST:softbank218127146016.bbtec.net: 一般に、ジュール熱としてエネルギーが消費される場合は、
エネルギー、つまり電力は周波数と全く関係ありません。
*ttp://okawa-denshi.jp/techdoc/1-3-2denryoku.htm
この式のどこにも周波数は現れてこないですよね?
しかし、スピーカーとアンプの駆動の場合は少し異なるだろうと思います。

経験則として、下記の事は言えます。
・アンプのダンピングファクターやパワーが増えると低域よりもむしろ高域に利く。
・低域の制動能力は、主にアンプの瞬間的な電流供給能力に負う。
11：電解液：2011/03/13(日) 09:00:19 HOST:210-236-012-141.ohtv.ne.jp: ＞ボイスコイルの旅行距離を考えると10倍だから、
＞「外力のエネルギーは、まず10倍」と考えます。
一行目「単位時間内の」が抜けています
物体の運動として速さが同じなら距離は関係なくエネルギーは一定で
１０倍にはなりません
12：電解液：2011/03/13(日) 09:34:46 HOST:210-236-012-141.ohtv.ne.jp: ＞ボイスコイルの旅行距離を考えると10倍だから、
＞「外力のエネルギーは、まず10倍」と考えます。

これは１PS＝７５Kg/ｍの考え方なら正解です。
13：通行人：2011/03/13(日) 18:03:07 HOST:softbank218127146016.bbtec.net: 電解液

>物体の運動として速さが同じなら距離は関係なくエネルギーは一定で
１０倍にはなりません

せっかく親切に説明しても全く理解されていませんので、今後コメントはしません。
14：自作人：2011/03/31(木) 01:47:46 HOST:p2011-ipbf905aobadori.miyagi.ocn.ne.jp: ＞・アンプのダンピングファクターやパワーが増えると低域よりもむしろ高域に利く。
　・低域の制動能力は、主にアンプの瞬間的な電流供給能力に負う。
基本的に賛成です。１００ｄBクラスのSPを１２５０Wオーバーのマルチにしてますが、それでもパワーが足りない感じです。超低音に関しては、電源トランスとコンデンサーがブレーキの働きをして劣化の可能性を感じます。