Sprawność i efektywność - wzajemne powiązanie
W kartach katalogowych zestawów głośnikowych standardowo podawana jest efektywność, natomiast nie podaje się sprawności.
Efektywność jest podawana w decybelach i określana na podstawie częstotliwościowej charakterystyki przenoszenia mierzonej przy określonym sygnale pomiarowym (zwykle 2,83V) w określonej odległości (zwykle 1m). Natomiast sprawność wyrażona w procentach określa jaka część dostarczonej mocy elektrycznej jest zamieniana na moc akustyczną wypromieniowaną przez głośniki.
Jak podpowiada intuicja te dwa parametry powinny być powiązane. Im sprawniejsze są głośniki, tym wyższa powinna być też efektywność. Zależność faktycznie istnieje, ale nie jest ona ścisła. Wpływ na relacje pomiędzy efektywnością i sprawnością mają też inne czynniki. Po pierwsze kierunkowość. Jeśli dwa głośniki z taką samą sprawnością zamieniają energię elektryczną na akustyczną, ale jeden ma szeroką charakterystykę kierunkową, a drugi wąską, to mierzona na osi efektywność będzie różna. Ten głośnik, który promieniuje energię szerzej będzie miał niższą efektywność. Poza tym przy pomiarze efektywności utrzymywane jest stałe napięcie w całym zakresie mierzonych częstotliwości a impedancja głośnika czy zestawu głośnikowego jest zmienna i moc elektryczna też będzie zależna od częstotliwości.
W typowych okolicznościach sprawność pozostaje więc dla nas niewiadomą. Można jednak pokusić się o obliczenia natury teoretycznej. Jeśli przyjmiemy ściśle określone założenia dotyczące charakterystyki kierunkowej będziemy mogli obliczyć jaka jest sprawność na podstawie efektywności i oczywiście w drugą stronę obliczyć teoretycznie efektywność dla określonej sprawności.
Założenia dotyczące charakterystyki kierunkowej mogą być różne, ale najbardziej użyteczny i popularny jest wariant, w którym zakładamy promieniowanie do półprzestrzeni (kąt bryłowy 2π). Obrazowo można to sobie wyobrazić jakby głośnik był zainstalowany na nieskończonej odgrodzie i promieniował równomiernie do przestrzeni z jednej strony tej odgrody. Podobny układ mamy w typowych pomiarach katalogowych głośników, które są instalowane na dużej odgrodzie. Przy takim założeniu zależność między efektywnością a sprawnością jest następująca:
Efektywność=112+10log(sprawność)
Sprawność=10(Efektywność-112)/10
Zależność pomiędzy sprawnością a efektywnością dla zakresu efektywności 80-105dB, z krokiem 0,5dB, przy założeniu promieniowania do półprzestrzeni przestawaia poniższa tabela:
| 80 dB | 0,063% |
| 80,5 dB | 0,071% |
| 81 dB | 0,079% |
| 81,5 dB | 0,089% |
| 82 dB | 0,1% |
| 82,5 dB | 0,11% |
| 83 dB | 0,126% |
| 83.5 dB | 0,141% |
| 84 dB | 0,158% |
| 84,5 dB | 0,178% |
| 85 dB | 0,2% |
| 85,5 dB | 0,224% |
| 86 dB | 0,251% |
| 86,5 dB | 0,282% |
| 87 dB | 0,316% |
| 87,5 dB | 0,355% |
| 88 dB | 0,398% |
| 88,5 dB | 0,447% |
| 89 dB | 0,501% |
| 89,5 dB | 0,617% |
| 90 dB | 0,631% |
| 90,5 dB | 0,708% |
| 91 dB | 0,794% |
| 91,5 dB | 0,891% |
| 92 dB | 1,0% |
| 92,5 dB | 1,122% |
| 93 dB | 1,259% |
| 93.5 dB | 1,413% |
| 94 dB | 1,585% |
| 94,5 dB | 1,778% |
| 95 dB | 2,0% |
| 95,5 dB | 2,239% |
| 96 dB | 2,512% |
| 96,5 dB | 2,818% |
| 97 dB | 3,162% |
| 97,5 dB | 3,715% |
| 98 dB | 3,981% |
| 98,5 dB | 4,467% |
| 99 dB | 5,012% |
| 99,5 dB | 5,623% |
| 100 dB | 6,310% |
| 100,5 dB | 7,079% |
| 101 dB | 7,943% |
| 101.5 dB | 8,913% |
| 102 dB | 10,0% |
| 102,5 dB | 11,220% |
| 103 dB | 12,589% |
| 103,5 dB | 14,125% |
| 104 dB | 15,849% |
| 104,5 dB | 17,783% |
| 105 dB | 19,953% |
