DIE SPULE, FÜR ANFÄNGER

[Boxenjockel]

Spulen...

Hallo, hier http://ifatwww.et.uni-magdeburg.de/~...xt/b9271t.html sind sogar schon Profis in die "Schraubenfalle" getappt. Vielen Dank an Anselmo für die umfangreichen Beiträge zu diesem Thema! Es macht also wirklich Sinn, zumindest die Spulen im Bassbereich von den anderen abzurücken. Ergänzung: Grosse Kupferflächen auf Leiterplatten haben einen kaum messbaren Einfluss auf die Selbstinduktion (Induktivität) einer Spule, brauchen also nicht weggeätzt zu werden.
MfG. Rainer.

[We-Ha]

Ich bendanke mich ebenfalls für diese klare Darstellung.

[Anselmo]

Danke für Eure Hilfe. Super.
Platzhalter.

[Anselmo]

Im Laufe meiner laienhaften Versuche stellte ich mir eine Frage,
die ich hier nochmals schreibe:

... dann würde sich die Firma Visaton doch die Gelegenheit, so richtig fett Kohle zu scheffeln mit dem Angebot von High-End-Super-Spulen, nicht entgehen lassen....

Nach meinen privaten Ergebnissen finde ich die Antwort, dass Visaton eine seriöse, ehrliche Firma ist, wo die Vermarktung von Wunderspulen abgelehnt wird, weil dafür einfach keine Notwendigkeit besteht,
für gut wahrscheinlich.
Die Konstruktion und Materialwahl der KN-Spulen und LR-Spulen bei den gewaltigen Werten stellt wahres High-End dar,
wenn man so denken will.
Man muss einfach nur die paar Grundlagen befolgen, dann wird das Ergebnis sehr gut.

[Dawa]

Vielen Dank für die Arbeit. Ohne dich hätte ich doch fast die falsche Weiche in meine neue Box gebaut.

[walwal]

Die Wunderspulen hatte ich getestet:

http://www.visaton.de/vb/showthread....ght=spulentest

Fazit: Sind das Geld nicht wert. Lieber aktivieren, was heute leicht und rel. preiswert geht und viel bessere Ergebnisse bringt.

[VISATON]

Klasse Beitrag! Herzlichen Dank dafür.

Wenn es dich nicht stört, würde ich ihn oben anheften, damit er nicht in der Versenkung verschwindet (das gilt auch für das Widerstands-Thema und das vielleicht noch kommenden Kondensator-Thema ).

Gerne könnten wir Hilfestellung leisten und diese Grundlagen-Themen ggf. erweitern.

Grüße
Sebastian

[Anselmo]

Danke Visaton.
Gerne darf unser Forenbetreiber und Pfleger dieses Thema anheften.
Freut mich, aber erst noch die ganzen Schreibfehler korrigieren.

[Anselmo]

Induktivität im Keramikwiderstand

In einem anderen Tutorial, wo der Aufbau von Keramikwiderständen gezeigt wird, ist schnell klar geworden, dass es sich dabei um eine Art primitive Draht-Spule handelt.
Schlimm wäre es, wenn so ein Keramikwiderstnd eine induktive Wirkung hätte, welche den Frequenzgang eines Weichenzweiges manipulieren könnte.

Entwarnung: Der Aufbau ist so genial durchdacht, dass ein Drahtwickel im Widerstnd so ziemlich allem ausweicht, was eine Spule zu einem brauchbaren Weichenwerkzeug macht.

Es wurde ein einfacher Keramikwiderstand auf Induktivität geprüft. Es handelt sich um einen 2,7 Ohm Widerstand mit 17 Watt. Genau so einen habe ich auch im Widerstandsthema zerbrochen.

So ein Widerstand hat eine messbare Induktivität von 0,08 mH und ist somit in geringen Stückzahlen in einer Wecihe induktiv "unsichtbar".

Dieser Messwert beinhaltet auch noch das Kabel, die Klemmen und ein billiges Einsteigermessgerät mit ein paar Prozent Ungenauigkeit. Muss man also echt nicht Ernst nehmen.
Ist da etwa ein Minuszeichen im Display ? Schön, schön...

[Anselmo]

Die Schwingspule

Nach all den Versuchen zur Weichenspule wurde eine Spulenart noch gar nicht angesprochen: Die Schwingspule im Lautsprecher. Die hat nicht nur Widerstand und Impedanz sondern auch Induktivität.

Aus dem Physikunterricht weiß ich noch:

Ein im Magnetfeld bewegter Leiter induziert Spannung.
Verrückt, der Strom aus dem Verstärker macht, dass sich die Spule überhaupt erst bewegt, aber sobald sie sich bewegt, wird sie selber zur Spannungsquelle und produziert auch noch eine Gegenstrom !
Hier stößt man auf komplizierte Vorgänge.

Der Aufbau ist ähnlich einer weichenspule:
Auch hier wird ein mit Lack isolierter Draht aufgewickelt. Bei zarten Spulen gibt eine Lackschicht auf einer feinen Trägerschicht dem dünnen Draht seinen Halt. So kann die bewegte Masse bei Hochtönern und kleinen Mitteltönern sehr gering ausfallen, weil die Spule dort nur geringsten mechanischen Impulsen ausgesetzt wird: Dort ist der Hub sehr gering.

Bei einigen Minilautsprechern kann man die Spule durch die Membran hindurch sehen.
Bei diesem filligranen Visaton K57C, der wohl in Gegensprechanlagen seine Verwendung findet, ist eine durchsichtige Membran, was meine Beschreibung gut verdeutlicht: http://www.visaton.de/de/chassis_zub...in/k57c_8.html

Wenn aber der Leistungsbedarf eines Bass-Lautsprechers steigt, muss auch eine Spule stabiler werden, weil der Membranhub und damit die mechanische Belastung steigt, denn erst durch diese Spule wird der Hub möglich. Dazu kommt noch je nach Leistung höhere Hitzeentwicklung.
Der Wickelkörper ist hier nicht aus Plastik, sondern aus einer hitzebeständigen Folie: Kapton.

Hier nun zwei Bilder einer 4-lagigen Schwingspule auf einem Kaptonträger eines Tieftonllautsprechers:

[Anselmo]

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Das hier kann dann natürlich auch gelöscht werden

[PeterG]

Hallo,

sehr gut die Beiträge!!

Aber eine Spule hat eine Induktivität in Henry . Induktion ist von einer Spule in eine andere bei einem Wechselfeld.....

MfG
Peter

[Anselmo]

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Dann kann dieser abschnitt hier auch bald verschwinden.

[krabat]

Hinweis:
Wenn Ihr bei der Nachlese meint, dass ...

die firma elektor hatte seinerzeit eine umfangreiche marktrecherche durchgeführt. "wunderspulen" waren noch nicht dabei. es gibt unterschiede im sättigungsverhalten, die durchaus auch schon bei kleinen kisten von interesse sind. allerdings sollte das gesamtsystem spule/lsp im blick bleiben. was nützt wunderbares kernmaterial, wenn der lsp schon bei 1watt in seine eigene sättigung geht?

[VISATON]

hier mal ein Beispiel für die Sättigung einer Spule und wie sich das ganze hörbar auswirkt:

Zunächst der Begriff "Sättigung":
Unter Sättigung (bezogen auf Lautsprecher / Frequenzweichen) versteht man einfach ausgedrückt (dies soll ja keine wissenschaftliche Arbeit werden!), dass das ferromagnetische Material (Standardmagnete, Ferritkerne, Eisen...) gesättigt ist, also keine Erhöhung der Magnetisierung mehr möglich ist.

Bei Spulen verwendet man öfters Ferritkerne (meist aus Eisen) zur Erhöhung der Induktivität bei gleichzeitiger Verringerung der Baugröße (Verringerung der Windungszahl -> kleinerer Durchmesser möglich).
Fließt nun Strom durch die Spule, entsteht ein Magnetfeld (vor allem im Inneren der Spule). Das sollte jedem aus dem Physik-Unterricht bekannt sein. Dieses Magnetfeld richtet die Elementarmagnete im Ferritkern aus. Umso mehr Strom durch die Spule fließt, umso mehr Elementarmagnete richten sich aus. Irgendwann sind alle Elementarmagnete ausgerichtet -> eine Sättigung ist entstanden.

Je nach Qualität des Kernes tritt die Sättigung bereits bei geringen Strömen auf.


Welche Auswirkungen ergeben sich für den Lautsprecherbau?

Messtechnisch:
Zunächst eine Messung einer einfachen Spule mit vernünftig ausgelegtem Ferritkern (hohe Spannung nötig, um Sättigung zu erreichen):
Messspannung: 5 V

Blau: Frequenzgang
Rot: K2
Grün: K3

Nun die gleiche Spule, jedoch mit schlechtem Ferritkern (schon eine geringe Spannung sorgt für eine Sättigung):
Messspannung: 5 V

Blau: Frequenzgang
Rot: K2
Grün: K3

Es ist leicht zu erkennen, dass hier eine extreme Erhöhung der dritten Oberwellen (K3) entsteht.


Hörtechnisch:
Der stark erhöhte K3 ist deutlich hörbar z.B. durch eine rauhere Stimme. Es hat sich gezeigt, dass Musikstücke, wie z.B. "Katie Melua - Piece by piece" hervorragend zur Ermittlung schlechter Ferritkerne geeignet ist, da sich die Stimme beim Einsetzen des Basses extrem verfärbt


Woran erkennt man nun eine gute Spule mit Ferritkern?
Rein optisch und von außen lässt sich die Qualität des Ferritkerns leider nicht erkennen. Selbst Spulen mit kleinem Ferritkern müssen nicht automatisch geringe Sättigungsströme haben. Es gibt z.B. Materialzusammensetzungen (wie z.B. Silizium-Stahl-Legierung), die sehr hohe Sättigungsströme besitzen. Wenn man jedoch 100%ig sicher gehen möchte, sollte man auf Luftspulen (also ohne Ferritkern) zurückgreifen).

Seriöse Hersteller geben grundsätzlich den Sättigungsstrom an. Aus diesem kann man relativ leicht erkennen, wann es zu Problemen kommen kann.
Ein Beispiel anhand unserer 3,3 mH LR Spule:
Der Sättigungsstrom ist mit 12,1 A angegeben. Über das ohmsche Gesetz (R = U / I) lässt sich bei einem 8 Ohm Lautsprecher eine max. mögliche Spannung von 96,8 V errechnen, was wiederum umgerechnet eine Belastbarkeit von 1171 W entspricht. Erst bei derartig hohen Strömen tritt eine Sättigung ein, welche vermutlich in der Praxis nicht erreicht werden.