Tadeusz wajchę przełóż czyli rzecz o zwrotnicach: Różnice pomiędzy wersjami

Wersja z 10:13, 17 sty 2026

Tekst który powstał w ubiegłym roku a dotyczący głównie mojego coming outu zawierał mały fragmencik dotyczący zwrotnic (zwrotnic prądowych) w kolumnach. Właściwie pretekstem było zdumienie nt. tworzenia kabloentuzjazmu podczas gdy tego zjawiska (czyli stosowania przewodów głośnikowych sensu stricte) mogłoby w ogóle nie być.

Wspomniałem tam o ALSO czyli Active Loudspeakers System Organisation. Do dziś dobrze pamiętam tezy tego archiwalnego artykułu bodajże z HiFi Answers z roku 1978. Streszczając maksymalnie autor dziwi się jak to jest, że bardzo wyrafinowany sygnał ze wzmacniacza, wypieszczony przez tranzystory Mos-Fet, wypielęgnowany w A-klasie nagle wpuszcza się do środowiska kłębków drutu i butelek lejdejskich :)

Umówmy się, że będąc konsekwentny jako nie pijący wody prosto z kranu (czyli nie posługujący się napięciem zasilania saute z gniazdka) nie powinienem też ugotowej potrawy podawać na nocniku (w nocniku ? ). No, ale część użytkowników drogich klocków jest konsekwentna inaczej czego nie potępiam, lecz dziwi mnie to tylko...

No dobrze przejdźmy zatem do rzeczy.

Jeśli kolumna głośnikowa czy jak kto woli zespół głośnikowy składa się z kilku głośników to wymaga kogoś (czegoś) co podpowie głosnikom kiedy mają grać. Bez tej podpowiedzi głośnik nisko tonowy może próbować odtwarzać wysokie tony (co wszakże nie wywoła skutków akustycznych) a wysokotonowy może próbować odtwarzać tony niskie, co może "poważnie zaszkodzić jego życiu lub zdrowiu" czyli może takiej próby nie przeżyć.

Na razie na roboczo pozostańmy przy kolumnie dwudrożnej czyli układzie nisko-tonowy - wysokotonowy. Potrzebujemy urządzenia, które odetnie tony wysokie od głośnika nisko-tonowego i odwrotnie tony niskie od wysokotonowego. Tak naprawdę to zwykle dla bezpieczeństwa pracy wystarczy tylko filtr dla wysokotonowego...

Dla zrobienia dalszego przybliżenia przyjrzymy się teraz głośnikowi i zagadnieniu drgań mechanicznych jako takich. Używając języka szkoły podstawowej zdefiniujemy na początek układ drgający. W największym uproszczeniu składa się on z ciężarka i sprężynki czyli ogólnie mówiąc masy umieszczonej na sprężynie. Taki układ wprawiony w ruch zaczyna drgać z określoną częstotliwością czyli wychyla się góra dół określona ilość razy w jednostce czasu. Ta częstotliwość jest charakterystyczna i niepowtarzalna dla konkretnego układu drgającego. W oczywisty sposób zależy od masy drgającej i sztywności sprężystości, na której ta masa spoczywa.

Określając to bardzo z grubsza beletrystycznie to częstotliwość drgań własnych jest proporcjonalna do sztywności i odwrotnie proporcjonalna do masy. Ponieważ zależnośc nie jet liniowa to pisze proporcjonalna a nie wprost proporcjonalna. Innymi słowy maleje wraz z masą i rośnie wraz ze sztywnością.

Dla "tropicieli różnic", który posługują się wzorami można to zapisać ściśle...

We wzroku występuje jeszcze współczynnik proporcjonalności zawierający liczbę Pi

π ≈ 3,14

a w wrsji audiofilskiej pisane jest złotymi literami i wynosi

π ≈ 3,141592 653589 793238 462643 383279 502884 197169 399375 105820 974944 592307 816406 286208 998628 034825 342117 067982 148086 513282 306647 093844 609550 582231 725359 408128 481117 450284 102701 938521 105559 644622 948954 930381 964428 810975 665933 446128 475

Teraz myślowo zrobimy mały krok do przodu i drgania swobodne zastąpimy drganiami wymuszonymi, wszak prąd elektryczny pulsujący w cewce głośnika z wielką bezwzględnością wymusza na nim ruch. Z jaką to czyni częstotliwością ? Ano z taka jak podpowiada mu wzmacniacz...

Co stanie się jeśli wzmacniacz nieopatrznie zacznie pobudzać głośnik sygnałem, którego częstotliwość zgodzi się z częstotliwością własną głośnika ???

Wystąpi zjawisko rezonansu

To zjawisko jest znane od dawna. Zajrzyjmy do podręcznika fizyki dla podstawówki z roku 1965 :)

Zjawisko rezonansu mechanicznego bywa niekiedy tragiczne w skutkach. Oto w 1850 r. w miejscowości Angers we 
Francji zawalił się duży most, gdy maszerowała po nim kolumna żołnierzy, zachowująca krok marszowy.
Rysunek pokazuje rozmiar tej katastrofy. 
Od tego czasu regulaminy wojskowe nakazują, aby przechodzenie przez mosty zwartych grup ludzi odbywało się krokiem dowolnym. 
Bardzo często załamują się stropy i fundamenty na skutek rezonansu z pracującymi maszynami. 
Kadłuby statków', samolotów, samochodów są szczególnie narażone na trwałe uszkodzenia spowodowane rezonansem mechanicznym. 
Obecnie konstruktorzy opanowali już umiejętność zapobiegania skutkom rezonansu, ale zawsze ze zjawiskiem tym trzeba się liczyć przy opracowywaniu nowych konstrukcji.

Powyższe pokazuje że zjawisko rezonansu (a raczej zjawisko UNIKANIA rezonansu) jest kluczem przy projektowaniu zwrotnic i szerzej mówiąc kolumn głośnikowych w ogóle.

Dla uzupełnienia warto by dodać, że w układach drgających często uwzględniamy tłumienie, lecz uwaga ta ma na tym etapie sens jedynie porządkowy.

Drugim ważnym elementem będzie oszacowanie jak kolumna (zespół głosnikowy) oddaje moc do otoczenia.

W tym celu zrobimy banalnie prosty szkic mający na celu uświadomienie zjawiska a nie dokładne rozważania ilościowe.