Hoparlör, hoparlör ve kulaklık gibi elektroakustik ekipmanlarda mıknatısların gerekli olduğunu herkes biliyor, peki mıknatıslar elektroakustik cihazlarda hangi rolleri oynuyor? Mıknatıs performansının ses çıkış kalitesi üzerindeki etkisi nedir? Farklı niteliklerdeki hoparlörlerde hangi mıknatıs kullanılmalıdır?
Gelin ve bugün sizinle birlikte hoparlörleri ve hoparlör mıknatıslarını keşfedin.
Bir ses cihazında ses çıkarmaktan sorumlu olan temel bileşen, genellikle hoparlör olarak bilinen bir hoparlördür. İster stereo ister kulaklık olsun, bu temel bileşen vazgeçilmezdir. Hoparlör, elektrik sinyallerini akustik sinyallere dönüştüren bir tür dönüştürücü cihazdır. Hoparlör performansının ses kalitesi üzerinde büyük etkisi vardır. Hoparlörün çekiciliğini anlamak istiyorsanız öncelikle hoparlörün ses prensibiyle başlamalısınız.
Hoparlör genellikle T demir, mıknatıs, ses bobini ve diyafram gibi birkaç temel bileşenden oluşur. İletken telde bir manyetik alanın oluşacağını ve akımın gücünün manyetik alanın gücünü etkilediğini hepimiz biliyoruz (manyetik alanın yönü sağ el kuralını takip eder). Karşılık gelen bir manyetik alan oluşturulur. Bu manyetik alan, hoparlör üzerindeki mıknatısın oluşturduğu manyetik alanla etkileşime girer. Bu kuvvet, ses bobininin, hoparlörün manyetik alanındaki ses akımının gücüyle birlikte titreşmesine neden olur. Hoparlörün diyaframı ve ses bobini birbirine bağlanır. Hoparlörün ses bobini ve diyaframı çevredeki havayı titreştirmek için birlikte titreştiğinde, hoparlör ses üretir.
Aynı mıknatıs ses seviyesi ve aynı ses bobini durumunda, mıknatıs performansının hoparlörün ses kalitesi üzerinde doğrudan etkisi vardır:
-Mıknatısın manyetik akı yoğunluğu (manyetik indüksiyon) B ne kadar büyük olursa, ses zarına etki eden itme kuvveti o kadar güçlü olur.
-Manyetik akı yoğunluğu (manyetik indüksiyon) B ne kadar büyük olursa, güç o kadar büyük olur ve SPL ses basıncı seviyesi (hassasiyet) o kadar yüksek olur.
Kulaklık hassasiyeti, kulaklığın 1 mw ve 1 khz sinüs dalgasını işaret ettiğinde yayabileceği ses basıncı seviyesini ifade eder. Ses basıncı birimi dB (desibel) olup, ses basıncı ne kadar büyük olursa, ses düzeyi de o kadar büyük olur; dolayısıyla hassasiyet ne kadar yüksek olursa, empedans ne kadar düşük olursa, kulaklıkların ses üretmesi o kadar kolay olur.
-Manyetik akı yoğunluğu (manyetik indüksiyon yoğunluğu) B ne kadar büyük olursa, hoparlörün toplam kalite faktörünün Q değeri nispeten düşük olur.
Q değeri (kalite faktörü), hoparlör sönümleme katsayısının bir grup parametresini ifade eder; burada Qms, hoparlör bileşenlerinin hareketindeki enerjinin emilimini ve tüketimini yansıtan mekanik sistemin sönümlemesidir. Qes, esas olarak ses bobini DC direncinin güç tüketimine yansıyan güç sisteminin sönümlemesidir; Qts toplam sönümdür ve yukarıdaki ikisi arasındaki ilişki Qts = Qms * Qes / (Qms + Qes) şeklindedir.
-Manyetik akı yoğunluğu (manyetik indüksiyon) B ne kadar büyük olursa, geçici durum o kadar iyi olur.
Geçici sinyale "hızlı yanıt" olarak anlaşılabilir, Qms nispeten yüksektir. Geçici tepkisi iyi olan kulaklıklar, sinyal gelir gelmez yanıt vermeli ve sinyal durduğu anda duracaktır. Örneğin, solodan topluluğa geçiş, daha büyük sahnelerin davullarında ve senfonilerinde en belirgindir.
Piyasada üç tür hoparlör mıknatısı vardır: alüminyum nikel kobalt, ferrit ve neodimyum demir bor. Elektroakustikte kullanılan mıknatıslar esas olarak neodimyum mıknatıslar ve ferritlerdir. Çeşitli boyutlarda halka veya disk şekillerinde bulunurlar. NdFeB genellikle ileri teknoloji ürünlerde kullanılır. Neodim mıknatıslar tarafından üretilen ses, mükemmel ses kalitesine, iyi ses esnekliğine, iyi ses performansına ve doğru ses alanı konumlandırmasına sahiptir. Honsen Manyetiklerin mükemmel performansına dayanarak, küçük ve hafif neodimyum demir bor, yavaş yavaş büyük ve ağır ferritlerin yerini almaya başladı.
Alnico, 1950'li ve 1960'lı yıllardaki hoparlörler (tweeter olarak bilinir) gibi hoparlörlerde kullanılan en eski mıknatıstı. Genellikle dahili manyetik hoparlöre yapılır (harici manyetik tip de mevcuttur). Dezavantajı, gücün küçük olması, frekans aralığının dar, sert ve kırılgan olması ve işlenmesinin çok zahmetli olmasıdır. Ayrıca kobalt kıt bir kaynaktır ve alüminyum nikel kobaltın fiyatı nispeten yüksektir. Maliyet performansı açısından bakıldığında, hoparlör mıknatıslarında alüminyum nikel kobaltın kullanımı nispeten azdır.
Ferritler genellikle harici manyetik hoparlörlere dönüştürülür. Ferrit manyetik performansı nispeten düşüktür ve hoparlörün itici gücünü karşılamak için belirli bir ses seviyesi gereklidir. Bu nedenle genellikle daha büyük hacimli ses hoparlörleri için kullanılır. Ferritin avantajı ucuz ve uygun maliyetli olmasıdır; Dezavantajı ise hacmin büyük, gücün küçük ve frekans aralığının dar olmasıdır.
NdFeB'nin manyetik özellikleri AlNiCo ve ferritten çok daha üstündür ve şu anda hoparlörlerde, özellikle de üst düzey hoparlörlerde en çok kullanılan mıknatıslardır. Avantajı, aynı manyetik akı altında hacminin küçük, gücünün büyük ve frekans aralığının geniş olmasıdır. Şu anda HiFi kulaklıklar temel olarak bu tür mıknatısları kullanıyor. Dezavantajı ise nadir toprak elementleri nedeniyle malzeme fiyatının yüksek olmasıdır.
Öncelikle hoparlörün çalıştığı ortam sıcaklığını netleştirmek ve sıcaklığa göre hangi mıknatısın seçilmesi gerektiğini belirlemek gerekiyor. Farklı mıknatıslar farklı sıcaklık direnci özelliklerine sahiptir ve destekleyebilecekleri maksimum çalışma sıcaklığı da farklıdır. Mıknatısın çalışma ortamı sıcaklığı maksimum çalışma sıcaklığını aştığında, hoparlörün ses efektini doğrudan etkileyecek manyetik performans zayıflaması ve manyetikliğin giderilmesi gibi olaylar meydana gelebilir.
