スピーカーについて

質問

スピーカーを使って、圧力振幅30kPa前後、振動周波数100Hz程度の圧力振動を与える装置を作りたいのですが、スピーカーについての知識があまりありません。
ファンクションジェネレータなどを使って電圧をかけようと思うのですが、何Vぐらいまで電圧をかけてよいものなのでしょうか？
また、圧力振幅を得るためにはどのようにすればよいのでしょうか

分かる範囲でかまわないのでよろしくお願いします。

回答No.2

noname#2748

密閉型のスピーカーシステムのエンクロージャー（スピーカーボックス）の中に対象物を入れればちょうどお望みの状態になるのではないでしょうか？このときできるだけ大口径のスピーカーをできるだけ小容量のエンクロージャーに入れることで大きな圧力変化が得られるでしょう。

スピーカーにかけられる電圧は使用するスピーカーの最大入力を超えない範囲でなければなりません。また、連続的に同じ周波数を印加することを考えると、最大定格の５０％程度に抑えることが望ましいでしょう。実際にはスピーカーの最大入力は「Ｗ」で示されるので、その周波数でのスピーカーのボイスコイルのインピーダンスによって変わります。スピーカーの公称インピーダンスとは周波数を連続的に変化させながら計測したスピーカーのインピーダンスのｆｏ(最低音共振周波数、同じ電圧をかけたときにこの周波数で振動版の振幅が最大になる周波数）より高い周波数で最低のインピーダンスを示したものです。

使用するスピーカーは周波数を考えると、できるだけ振動板の剛性が高い（たとえばホーンスピーカーのドライバーとして使用可能なものなど）ウーファー（低音用スピーカー）を使用するのが望ましいでしょう。

お礼

ありがとうございました。
お恥ずかしながら、スピーカーについての知識が何もないもので...
専門家のご意見さんこうになりました。

回答No.1

ikkyu3

圧力振幅と言う量に興味を惹かれました。私の場合、浅学で初耳でした。
何の分野なのでしょうか。
単位がｋＰａですから、音圧と同じですね。そうだとしてオーディオのつもりで分かる範囲だけお知らせします。違う場合は、お許しください。

スピーカーの仕様書から関連の有りそうな項目を抜粋しますと、
公称インピーダンス　（Ω）
瞬間最大入力　　　　（Ｗ）
定格入力　　　　　　（Ｗ）
効率　　　　　　　　（％）---これ、せいぜい数パーセント
出力音圧レベル　　　（ｄＢ）
再生周波数帯域　　　（Ｈｚ）

＞何Ｖまで電圧をかけてよいか
あらかじめ、利用できるスピーカーの仕様書を各種取り寄せ用意します。
先ず圧力振幅と振動周波数から、必要なスピーカーの出力を求めます。
スピーカーの効率から、スピーカーの入力を求めます。
仕様書の入力（Ｗ）とインピーダンス（Ｚ）から電圧（Ｖ）が求ります。
　　　Ｗ＝Ｖ＾2/Ｚ
注：Ｚは、インピーダンス、Ｖ＾2　は、Ｖの２乗のつもりです

この出力と電圧からファンクションジェネレーターの出力で不足すれば、アンプが必要になります。

最近やっていませんので、勘違いが無いか、誤りが無いか、エネルギー不滅速（効率を忘れない）から、単位と式と吟味してください。

お礼

ありがとうございました。
流体力学の分野で、液体中の気泡の運動を調べています。
今までは、モーターとピストンを使って、圧力変動を与えていたのですが、
回転数に限界があり、新しい機構を模索しているところです。