Как работает колонка: Устройство динамика (громкоговорителя).

Содержание

Устройство динамика (громкоговорителя).

Устройство, обозначение и основные параметры электродинамического громкоговорителя

Для начала расставим все точки над «i» и разберёмся в терминологии.

Электродинамический громкоговоритель, динамический громкоговоритель, динамик, динамическая головка прямого излучения – это разнообразные названия одного и того же прибора служащего для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в колебания воздуха, которые и воспринимаются нами как звук.

Звуковые динамики или по-другому динамические головки прямого излучения вы не раз видели. Они активно применяются в бытовой электронике. Именно громкоговоритель преобразует электрический сигнал на выходе усилителя звуковой частоты в слышимый звук.

Динамическая головка прямого излучения

Стоит отметить, что КПД (коэффициент полезного действия) звукового динамика очень низкий и составляет около 2 – 3%. Это, конечно, огромный минус, но до сих пор ничего лучше не придумали. Хотя стоит отметить, что кроме электродинамического громкоговорителя существуют и другие приборы для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в акустические колебания. Это, например, громкоговорители электростатического, пьезоэлектрического, электромагнитного типа, но широкое распространение и применение в электронике получили громкоговорители электродинамического типа.

Как устроен динамик?

Чтобы понять, как работает электродинамический громкоговоритель, обратимся к рисунку.

Устройство динамика (громкоговорителя)

Динамик состоит из магнитной системы – она расположена с тыльной стороны. В её состав входит кольцевой магнит. Он изготавливается из специальных магнитных сплавов или же магнитной керамики. Магнитная керамика – это особым образом спрессованные и «спечённые» порошки, в составе которых присутствуют ферромагнитные вещества – ферриты. Также в магнитную систему входят стальные

фланцы и стальной цилиндр, который называют керном. Фланцы, керн и кольцевой магнит формируют магнитную цепь.

Между керном и стальным фланцем имеется зазор, в котором образуется магнитное поле. В зазор, который очень мал, помещается катушка. Катушка представляет собой жёсткий цилиндрический каркас, на который намотан тонкий медный провод. Эту катушку ещё называют звуковой катушкой. Каркас звуковой катушки соединяется с диффузором – он то и «толкает» воздух, создавая сжатия и разряжения окружающего воздуха – акустические волны.

Диффузор может выполняться из разных материалов, но чаще его делают из спрессованной или отлитой бумажной массы. Технологии не стоят на месте и в ходу можно встретить диффузоры из пластмассы, бумаги с металлизированным покрытием и других материалов.

Чтобы звуковая катушка не задевала за стенки керна и фланец постоянного магнита её устанавливают точно в середине магнитного зазора с помощью центрирующей шайбы. Центрирующая шайба гофрирована. Именно благодаря этому звуковая катушка может свободно двигаться в зазоре и при этом не касаться стенок керна.

Диффузор укреплён на металлическом корпусе – корзине. Края диффузора гофрированы, что позволяет ему свободно колебаться. Гофрированные края диффузора формируют так называемый верхний подвес, а нижний подвес – это центрирующая шайба.

Тонкие провода от звуковой катушки выводятся на внешнюю сторону диффузора и крепятся заклёпками. А с внутренней стороны диффузора к заклёпкам крепится многожильный медный провод. Далее эти многожильные проводники припаиваются к лепесткам, которые закреплены на изолированной от металлического корпуса пластинке. За счёт контактных лепестков, к которым припаяны многожильные выводы звуковой катушки, динамик подключается к схеме.

Как работает динамик?

Если пропустить через звуковую катушку динамика переменный электрический ток, то магнитное поле катушки будет взаимодействовать с постоянным магнитным полем магнитной системы динамика. Это заставит звуковую катушку либо втягиваться внутрь зазора при одном направлении тока в катушке, либо выталкиваться из него при другом. Механические колебания звуковой катушки передаются диффузору, который начинает колебаться в такт с частотой переменного тока, создавая при этом акустические волны.

Обозначение динамика на схеме.

Условное графическое обозначение динамика имеет следующий вид.

Условное обозначение динамика на схеме

Рядом с обозначением пишутся буквы B или BA, а далее порядковый номер динамика в принципиальной схеме (1, 2, 3 и т.д.). Условное изображение динамика на схеме очень точно передаёт реальную конструкцию электродинамического громкоговорителя.

Основные параметры звукового динамика.

Основные параметры звукового динамика, на которые следует обращать внимание:

  • Номинальное электрическое сопротивление (Ом). Медный провод звуковой катушки обладает активным сопротивлением. Активное сопротивление – это сопротивление провода при постоянном токе. Его можно легко измерить с помощью цифрового мультиметра в режиме омметра. Читайте измерение сопротивления цифровым мультиметром.

    Но кроме активного сопротивления звуковая катушка обладает ещё и реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление образуется потому, что звуковая катушка, это, по сути, обычная катушка индуктивности и её индуктивность оказывает сопротивление переменному току. Реактивное сопротивление зависит от частоты переменного тока.

    Активное и реактивное сопротивление звуковой катушки образует полное сопротивление звуковой катушки. Оно обозначается буквой Z (так называемый, импеданс). Получается, что активное сопротивление катушки не меняется, а реактивное сопротивление меняется в зависимости от частоты тока. Чтобы внести порядок реактивное сопротивление звуковой катушки динамика измеряют на фиксированной частоте 1000 Гц и прибавляют к этой величине активное сопротивление катушки.

    В итоге получается параметр, который и называется номинальное (или полное) электрическое сопротивление звуковой катушки. Для большинства динамических головок эта величина составляет 2, 4, 6, 8 Ом. Также встречаются динамики с полным сопротивлением 16 Ом. На корпусе импортных динамиков, как правило, указывается эта величина, например, вот так –

    или 8 Ohm.

    Стоит отметить тот факт, что полное сопротивление катушки где-то на 10 – 20% больше активного. Поэтому определить его можно достаточно просто. Нужно всего лишь измерить активное сопротивление звуковой катушки омметром и увеличить полученную величину на 10 – 20%. В большинстве случаев можно вообще учитывать только чисто активное сопротивление.

    Номинальное электрическое сопротивление звуковой катушки является одним из важных параметров, так как его необходимо учитывать при согласовании усилителя и нагрузки (динамика).

  • Диапазон частот – это полоса звуковых частот, которые способен воспроизвести динамик. Измеряется в герцах (Гц). Напомним, что человеческое ухо воспринимает частоты в диапазоне 20 Гц – 20 кГц. И, это только очень хорошее ухо :).

    Никакой динамик не способен точно воспроизвести весь слышимый частотный диапазон. Качество звуковоспроизведения будет всё-равно отличаться от того, что требуется.

    Поэтому слышимый диапазон звуковых частот условно разделили на 3 части: низкочастотную (НЧ), среднечастотную (СЧ) и высокочастотную (ВЧ). Так, например, НЧ-динамики лучше всего воспроизводят низкие частоты – басы, а высокочастотные – «писк» и «звон» – их поэтому и называют пищалками. Также, есть и широкополосные динамики. Они воспроизводят практически весь звуковой диапазон, но качество воспроизведения у них среднее. Выигрываем в одном – перекрываем весь диапазон частот, проигрываем в другом – в качестве. Поэтому широкополосные динамики встраивают в радиоприёмники, телевизоры и прочие устройства, где порой не требуется получить высококачественный звук, а нужна лишь чёткая передача голоса и речи.

    Широкополосный динамик

    Для качественного воспроизведения звука НЧ, СЧ и ВЧ-динамики объединяются в едином корпусе, снабжаются частотными фильтрами. Это акустические системы. Так как каждый из динамиков воспроизводит только свою часть звукового диапазона, то суммарная работа всех динамиков значительно увеличивает качество звука.

    Как правило, низкочастотные динамики рассчитаны на воспроизведение частот от 25 Гц до 5000 Гц. НЧ-динамики обычно имеют диффузор большого диаметра и массивную магнитную систему.

    Динамики СЧ рассчитаны на воспроизведение полосы частот от 200 Гц до 7000 Гц. Габариты их чуть меньше НЧ-динамиков (зависит от мощности).

    Высокочастотные динамики прекрасно воспроизводят частоты от 2000 Гц до 20000 Гц и выше, вплоть до 25 кГц. Диаметр диффузора у таких динамиков, как правило, небольшой, хотя магнитная система может быть достаточно габаритная.

  • Номинальная мощность (Вт) – это электрическая мощность тока звуковой частоты, которую можно подвести к динамику без угрозы его порчи или повреждения. Измеряется в ваттах (Вт) и милливаттах (мВт). Напомним, что 1 Вт = 1000 мВт. Подробнее о сокращённой записи числовых величин можно прочесть здесь.

    Величина мощности, на которую рассчитан конкретный динамик, может быть указана на его корпусе. Например, вот так – 1W (1 Вт).

    Обозначение мощности на корпусе динамика

    Это значит, что такой динамик можно легко использовать совместно с усилителем, выходная мощность которого не превышает 0,5 – 1 Вт. Конечно, лучше выбирать динамик с некоторым запасом по мощности. На фото также видно, что указано номинальное электрическое сопротивление – (4 Ом).

    Если подать на динамик мощность большую той, на которую он рассчитан, то он будет работать с перегрузкой, начнёт «хрипеть», искажать звук и вскоре выйдет из строя.

    Вспомним, что КПД динамика составляет около 2 – 3%. А это значит, что если к динамику подвести электрическую мощность в 10 Вт, то в звуковые волны он преобразует лишь 0,2 – 0,3 Вт. Довольно немного, правда? Но, человеческое ухо устроено весьма изощрённо, и способно услышать звук, если излучатель воспроизводит акустическую мощность около 1 – 3 мВт на расстоянии от него в несколько метров. При этом к излучателю – в данном случае динамику – нужно подвести электрическую мощность в 50 – 100 мВт. Поэтому, не всё так плохо и для комфортного озвучивания небольшой комнаты вполне достаточно подвести к динамику 1 – 3 Вт электрической мощности.

Это всего лишь три основных параметра динамика. Кроме них ещё есть такие, как уровень чувствительности, частота резонанса, амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), добротность и др.

Порой на практике приходится соединять несколько динамиков или акустических систем. А что нужно знать при этом? Подробности в статье – Как соединять динамики?

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

что это и как работает, как подключается

Компактные переносные устройства, способные воспроизводить музыку — изобретение не сегодняшних дней. Как только появилось что-то, что могло проигрывать звук, человеку сразу же захотелось, чтобы это устройство можно было бы взять с собой, дабы иметь возможность насладиться музыкой в любом месте.

К пращурам современных портативных аудиосистем смело можно отнести шарманку, различные музыкальные шкатулки, а также патефоны.

А вот дальше технологический прогресс начал настолько стремительно развиваться, что мы перестали замечать, как виниловым пластинкам на смену пришли радиоприёмники, тех сменили магнитолы, потом появились проигрыватели компакт-дисков, да и они уже перестали виднеться на прилавках магазинов.

колонка портативная

Настала эра портативных устройств для воспроизведения музыки. Устройства эти полностью отличаются от своих предшественников. Да, они могут проиграть музыку с некоторых носителей, но главное не в этом. Они должны озвучивать то, что проигрывается на смартфоне или mp3-плеере.

Это понятно. Сейчас смартфоны имеют даже школьники. А их память, даже у самых дешёвых представителей способна вместить в себя не один компакт-диск. Вот и востребовались системы, которые могут подключиться к смартфону и с хорошим качеством, громко озвучить его плейлист.

Содержание статьи

Характеристики

Что такое портативная колонка? По сути, это динамик, который размещён в отдельном корпусе. Основная функция такой колонки — получение и озвучивание аудиосигнала, поступающего со смартфона или же плеера. Сигнал передаётся через Bluetooth или проводное соединение. Обычно, этого функционала вполне хватает.

Бюджетные колонки оснащены всего одним динамиком, а следовательно работают в моно режиме. Более совершённые и дорогие имеют уже несколько динамиков, что позволяет им работать в стерео режиме. Можно встреть девайсы, которые состоят из пары колонок, их можно поставить в разных сторонах, что усиливает стереоэффект.

колонка портативная

Выбирая для себя колонку, необходимо ориентироваться на следующие показатели:

Выходная мощность. Именно от этого параметра зависит громкость звучания вашей системы. Впрочем, зависимость идёт не напрямую, не менее важно сколько динамиков, их размер, а также частота. Именно поэтому две колонки, у которых одинаковая мощность, могут звучать с различной громкостью.

Чтобы было проще разобраться, смотрите на характеристики:

1,5-2 Вт – эти колонки по громкости не далеко уходят от смартфона, но они лёгкие и компактные.

15-20 Вт — в такой модели звучание как обычного телевизора или простенькой компьютерной акустической системы.

Мощность больше 40 Вт это громкость автомобильной акустической системы.

Но ориентируясь на мощность, знайте, она влияет на стоимость прибора, его размеры и соответственно вес. Да и время автономной работы мощных колонок не велико. Хотя они могут и не работать вовсе автономно. Зачастую «самые мощные» работают только от электросети.

Питание

Наибольшее распространение получили колонки, которые работают на аккумуляторах. Они дают возможность отказаться от розетки, вот только длительное время без подпитки могут обойтись не все модели.

типы подключения

Выбирая аккумуляторную систему обращайте внимание на то, насколько долго она может обойтись без зарядки. Длительность эта зависит от рабочего режима, как правило, в технической инструкции указана средняя громкость динамика и отключённые дополнительные функции.

Значения минимальной и максимальной частоты говорят о том, насколько качественно и полно система может воспроизвести звуки, слышимые человеческим ухом. Человек различает звуки с частотой от 16 и до 20000 герц. Чем ближе нижний показатель к минимальному значению, а верхний к максимальному, тем качественней звук у системы. Если нижний показатель оказывается в пределах более 50-60 герц, то система не сможет качественно воспроизводить басы. Они просто потеряются, так как звучат они на частоте от 40 герц.

Способы подключения

Как правило, большая часть колонок имеет возможность подключаться к основному девайсу не прибегая к проводам, через Bluetooth или NFC. Встречаются модели, которые могут подключиться к интернету через WiFi и управляться с помощью специальной программы на смартфоне.

способы подключения

Если вы приобретаете колонку с Bluetooth подключением, то обязательно посмотрите какую версию протокола поддерживает устройство. Насколько выше будет поддерживаемая версия, настолько и быстрее будет происходить соединение, а расход энергии будет меньше. Низкие версии протокола обеспечивают вполне достаточную скорость для того, чтобы музыка в формате аудио компакт-диска свободно проходила на колонку. Но тут нужно понимать, что максимальное качество будет лишь в идеальных условиях, при небольшом расстоянии и полном отсутствии помех. Поэтому лучше иметь некоторый запас.

блютуз колонка

Если вы рассматриваете колонку с подключением по NFC, то вам нужно иметь в виду, что это подключение хоть и не требует проводов, но работать может лишь на маленьких расстояниях. Необходимо будет всегда держать смартфон рядом с колонкой. Да и поддерживается такой протокол передачи данных не всеми моделями смартфонов.

Естественно, помимо беспроводных вариантов подключения, можно использовать и классику. Вам потребуется кабель с коннектором jack 3,5 мм. И на колонке для такого соединения должен иметься порт AUX.

Назначение колонок

Портативные акустические системы предназначены для работы с носимыми портативными устройствами, такими как: плееры, мобильные телефоны, ноутбуки, планшеты. Потребность в таких системах возникает в тех случаях, когда возможностей устройства не хватает, чтобы качественно воспроизвести музыку.

назначение колонок

Акустическая система способна улучшить характеристики основного девайса, но при этом оставляет его мобильным. Колонка спокойно помещается в небольшой сумке, работает от аккумуляторов. И главное, у неё намного более обширные возможности для воспроизведения музыки или фильмов.

Подпишитесь на наши Социальные сети

Принцип работы динамика или как он работает?

Хотел было написать статейку по поводу выбора наушников и какие лучше покупать для каких целей, но вот незадача начал писать и сам же употреблять определенные значения величин и упоминать принципы работы динамиков и наушников в общем.

Потому решил сначала немного ввести в экскурс читателей, которые не хотят разбираться в точности как работают стандартные колонки или наушники и объяснить как говорить на пальцах что это такое и с чем его едят.

Первое что хочу сказать, что динамик или громкоговоритель или электроакустический преобразователь в зависимости от сферы применения называться может по-разному, но принцип работы у него одинаковый. И все колонки в основном работают одинаково только небольшая разница заключается в том, что эти колонки бывают разного типа, а внутри них расположены динамики (один или несколько в зависимости от перекрываемой полосы частот).

Итак, кратко, что же представляет собой динамик и как он работает.

Динамик предназначен дл преобразования электрических колебаний в звуковые. Звуковая частота это частоты, которые слышны человеческим ухом.

А сейчас немного отвлечемся для понимания физики процесса. Каждый из нас держал в руках гибкий прутик допустим деревянный и если этим прутом начать быстро махать он начинает издавать звук, при чем есть четка зависимость чем сильнее частота вращения или махов этого прута тем выше звук он издает и также чем толще и больше этот прут тем ниже звук получается при этих нехитрых манипуляций.

Так вот принцип работы обычного стандартного динамика основан на этих явлениях.

Строение динамика

Катушка, мембрана, магнит ну и соединительные провода.

Сигнал, поступая в катушку которая находится в электромагнитном поле постоянного магнита колеблется в зависимости от амплитуды поступаемого сигнала. И раскачивает мембрану (соединенной с катушкой)  которая из-за колебаний создает звук.

И как я уже говорил, чем ниже частота колебаний данной мембраны, тем ниже звук или как принято говорить у музыкантов – басы. Чем выше колебания, тем выше частота получаемых звуков. И наоборот.

16 материалов о том, как устроены динамики и колонки / Блог компании Аудиомания / Хабр

Это — новый дайджест c материалами из «Мир Hi-Fi». Мы собрали статьи об устройстве акустических систем и проектировании колонок. Под катом читайте — какую роль выполняет магнит в динамике, как создают DIY-акустику, как выбрать катушку индуктивности.


Фото Audiomania / Инженерная комната в офисе на Барабанном



Что у динамиков внутри




  • Что есть что: динамические головки. Первую электродинамическую головку, которая походит на современные устройства, запатентовали еще в 1925 году. Эта статья о том, что изменилось с тех пор и чем отличается конструкция динамиков для воспроизведения низких, средних и высоких частот. Вы узнаете, из чего делают каждую деталь головки и с какой целью в динамиках используют золото и алмазы.



  • Как выбрать катушку индуктивности. Материал о том, чем отличаются разные катушки индуктивности и какую из них выбрать для решения той или иной задачи. Говорим о разных их видах: с пропиткой и без, из цельной фольги и с сердечниками. Расскажем, зачем катушки покрывают лаком и почему лучший сердечник — воздух.


  • Лига Звука: как восстановить винтажные громкоговорители. Материал посвящен «старению» громкоговорителей. Говорим о том, почему винтажные динамики сложно «воскресить» без участия производителя и какой их компонент считается самым слабым звеном (спойлер — это центрирующая шайба, которая служит для точной подгонки звуковой катушки). .



Кто и как производит акустические системы




  • Arslab: доступный Hi-End. Основатели бренда Артем Фаермарк и Юрий Фомин поведали, на какие компромиссы они идут, чтобы сохранить цену на Hi-End-системы доступной. Рассказ о том, на каких деталях аудиосистемы нельзя экономить и как вывести на рынок новый продукт.

  • О создании Hi-End-колонок — интервью с Юрием Фоминым из Arslab. В этом интервью Юрий Станиславович объяснил свой подход к разработке акустических систем. Главный конструктор Arslab рассказал, как появилась идея создания бренда, почему большое разнообразие корпусов в линейке — не всегда плюс и почему он считает, что аудиосистема не должна «приукрашать» музыку.

  • Как в Monitor Audio разрабатывают новую акустику. Главный разработчик британского бренда акустики Monitor Audio описал, как в компании с нуля создают новую линейку колонок. Вы узнаете, как дизайнеры Monitor Audio изучают потребности клиентов и как тестируют прототипы аудиосистемы. Также статья рассказывает, как разработчики создавали колонку, звучание которой почти не меняется даже в акустически «неудачных» точках квартиры.

  • Penaudio: Истинный финский звук. Это история финского производителя аудиосистем Penaudio. Создатель бренда Сами Пенттила поделился, почему колонки Penaudio воспроизводят ультразвуковые частоты и на звучание каких музыкальных инструментов он ориентируется при разработке аудиосистем. Также читайте о том, какие материалы используются в акустике бренда.

  • Заметки с фабрики, где делают акустику Arslab и Penaudio. Фотоэкскурсия по фабрике, на которой изготавливают корпуса и собирают готовые акустические системы этих двух брендов. Вы также узнаете, почему повышение затрат на производство Hi-End-акустики не всегда приводит к увеличению качества звучания систем.



Как устроены колонки




  • Азы акустики: типы акустического оформления колонок. Акустическое оформление динамика определяет корпус колонки, в который помещают громкоговоритель. Корпус может быть устроен по-разному: от простого закрытого ящика до сложной конструкции с вырезанным в дереве лабиринтом. Это статья о различиях в звучании разных видов корпусов и необычных способах акустического оформления: контрапертурных системах с горизонтальным расположением динамиков и рупорных конструкциях.


Фото Audiomania / Инженерная комната в офисе на Барабанном
  • Как устроены сабвуферы. В этом материале мы поговорим о том, как разные виды акустического оформления влияют на звучание сабвуфера. Также поделимся практическими советами о том, куда установить сабвуфер, как его настроить и как убедиться, что ваша музыка не будет мешать соседям по дому.


  • Отсекая лишнее: о видах фильтров в акустических системах. Вы узнаете о разных схемах фильтров и о том, какие из них используются для высоких, средних и низких частот. В материале приведены электрические схемы коррекции частотных характеристик акустической системы: подавитель пиков, компенсатор «провалов» и Г-образный аттенюатор.

  • Как устроен конструктор акустических систем. Транскрипт подкаста «Звук», в котором Юрий Станиславович Фомин — инженер с многолетним опытом создания акустических систем и главный технический специалист бренда Arslab — рассказывает о конструкторе акустической системы Audiocore Kit. Интервью о том, как зародилась идея создать DIY-комплект и какие в этом преимущества для покупателей. Здесь же вы найдете ссылки на руководство по сборке Audiocore Kit и обзоры конструктора.



Наш Telegram-канал — о звуке и аудиоаппаратуре в микроформате:

Честная Черная пятница Аудиомании
Музыка для продуктивной работы
​ Наш гид покупателя: полочные колонки vs напольные
Гид для новичка: что важно знать про амбушюры наушников



С 22 по 25 ноября в «Аудиомании» проходит Черная пятница.

В акции участвует несколько сотен товаров со скидками до 70%. На распродаже представлена самая разная аудиоаппаратура: от наушников и портативных гаджетов до Hi-Fi-аудиосистем.

Для чего нужны портативные колонки | Портативные колонки | Блог

Музыка сопровождает нас на протяжении всей жизни, возвращая воспоминания и меняя настроение. Она звучит у нас в наушниках, домашних колонках и на портативных устройствах. И сегодня мы поговорим о последних – портативных колонках и аудиосистемах.

Современные модели обладают приличным качеством звука и самое главное – запасом громкости. Выясним, для чего может пригодиться портативная аудиосистема, где ее можно использовать и какие ограничения существуют при воспроизведении ваших любимых композиций. 

Как и где использовать портативные колонки

Рынок насыщен множеством моделей, которые отличаются размерами динамиков, их мощностью и громкостью, продолжительностью автономной работы и другими параметрами. Но сегодня мы поговорим не о технической части, а о применении этих музыкальных гаджетов. Портативную акустику можно использовать абсолютно в разных местах:

  • пляжах;
  • открытых спортивных площадках;
  • базах отдыха;
  • в личном транспорте;
  • при организации пикников;
  • в путешествии на велосипеде;
  • для романтических ужинов на открытом воздухе;
  • лекционных занятий в образовательных целях. 

Это может быть любое место, где необходимо создать соответствующую атмосферу или информационный фон. Вы можете воспроизводить треки не только с памяти вашего передающего устройства, но также пользоваться музыкальными стриминговым сервисами, работающими через интернет. Онлайн-доступ к огромной музыкальной библиотеке позволяет на 100% раскрыть потенциал Bluetooth-колонки. 

Через портативную аудиосистему можно не только слушать музыку, но и применять ее в качестве громкоговорителя, используя микрофон, подключенный к колонке через разъем mini-jack или по Bluetooth. 

Для чего можно использовать портативные мощные аудиосистемы

Музыка увеличивает продуктивность практически любой активности, поэтому вариантов применения мощных колонок может быть также огромное множество. Но мы остановимся на самых основных, чтобы вы могли почерпнуть идеи для проведения более вдохновленного мероприятия. Итак, мы включили в список несколько видов активностей:

  • выездные свадьбы;
  • туристические слеты;
  • частные дискотеки;
  • спортивные мероприятия;
  • строительные площадки.

Мощная портативная акустическая система обеспечивает качественное звучание, которое сможет «покрыть» необходимый радиус в рамках мероприятия. 

Подобные мощные системы могут иметь достаточно большой вес и размеры. И портативными их можно назвать только из-за их автономности. Но это не отменяет возможности обеспечить многочасовое качественное музыкальное сопровождение в любом месте, где нет электричества. 

Советы по использованию портативных колонок

Если вы планируете эксплуатировать музыкальный гаджет целый день, то обязательно возьмите с собой портативный аккумулятор. Дополнительный источник питания подарит еще много часов автономности.

Некоторые производители, например JBL, позволяют синхронизировать несколько колонок собственного производства и слушать один и тот же трек одновременно на двух и более устройствах. Это позволит увеличить мощность системы, когда это необходимо. 

Теперь несколько слов об ограничениях, которые сберегут не только ваши нервные клетки, но и окружающих. Вы можете включать портативную колонку практически в любом месте. Закон этого не запрещает, но нужно с пониманием относиться к спокойствию окружающих вас людей. Разумеется, вы не можете использовать колонку в театре, кинотеатре, больнице или на академических занятиях.

Нужно помнить о том, что не стоит испытывать вашу музыкальную колонку в общественном транспорте, заведении общественного питания, административном здании или любой зоне скопления незнакомых людей. Как бы здорово не звучал ваш гаджет и любимый трек в нем, нужно также учитывать потребности окружающей публики. 

При домашнем использовании нужно руководствоваться действующим федеральным законом №52 «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения». Согласно основным пунктам, отметим следующие ограничения:

  • с 7.00 до 23.00 — до 40 децибелов;
  • с 23.00 до 7.00 — до 30 децибелов.

В некоторых регионах временной диапазон, когда можно пошуметь, уменьшен с 8.00 до 22.00. Как понять, какой уровень шума создает ваша колонка? Для этого можно воспользоваться смартфоном с установленным приложением шумомера. Полученные значения будут приблизительными, но дадут представление о шумности устройства. 

Портативная колонка может скрасить любой досуг и обеспечить важное мероприятие необходимым запасом автономности и мощности воспроизведения. 

строение динамика (часть 2) / Stereo.ru

Появление динамика

С началом активного использования электричества появилась возможность передавать звуковой сигнал, преобразуя его в электрический и обратно. В разное время изобрели много способов этого преобразования. Среди них — электродинамический, электростатический, изодинамический, ленточный, излучатель Хейла, пьезо и даже плазменный излучатель.

Они работают на разных физических принципах, различаются спецификой применения. Но самым первым все-таки было устройство, реализующее электродинамический принцип. Оно и остается самым распространенным. Динамик, электродинамическая головка, динамический драйвер — все эти термины являются синонимами к одному и тому же изобретению.

Слева — Ханс Эрстед. Справа — первая коммерческая версия электродинамического излучателя (6-дюймовый динамик, стоимость — около $3000 в современном эквиваленте)

Физические принципы, на которых работает динамик, основаны на электромагнетизме, открытом Хансом Эрстедом и описанном впоследствии целой плеядой физиков 19-го века. Тот факт, что проводник с током выталкивается магнитным полем, а в проводнике, движущемся в этом поле, наоборот, возникает ток, собственно, и привел к изобретению динамика.

Первое устройство, в котором применены все основные конструктивные принципы современного динамика, было запатентовано в 1898 году Оливером Лоджем после приблизительно тридцати лет самых разных попыток нащупать эффективный способ реализации. А сам динамик, в том виде, к которому мы все привыкли, появился спустя еще приблизительно тридцать лет.

С тех пор принципы его работы и основные элементы конструкции остаются неизменными. При этом, — вот что особенно удивительно, — не проходит и года без информации об очередном революционном усовершенствовании динамика, позволяющего ему работать еще лучше.

Устройство динамика

Любой современный динамик включает в себя каркас [1], который еще называют корзиной или даже пауком. На нем держатся все остальные части конструкции.

В тыльной части корзины крепится магнитная система, которая состоит из кольцевого магнита [2] и магнитного керна [3] — вместе они образуют кольцевой зазор. Этот магнитный зазор, кольцевая щель между двумя магнитами, должна быть минимальной для создания максимально мощного магнитного поля.

В зазоре расположена так называемая голосовая (звуковая) катушка [4], которая может совершать возвратно-поступательные движения под воздействием магнитного поля, поскольку по ней протекает переменный ток, соответствующий по форме воспроизводимым звуковым колебаниям. Она, как правило, состоит из проволоки, покрытой изолирующим лаком и намотанной на тонкостенный цилиндр, который называют каркасом [5] звуковой катушки.

Он крепится к диффузору [6] — тонкостенному элементу конструкции, который, колеблясь, собственно, и воспроизводит звук. Для этой цели диффузор должен иметь возможность двигаться. Для этого установлены так называемые подвесы [7, 8]: верхний (наружный) и нижний. Это шайбы из тонкого и гибкого материала с концентрическими выпуклостями. Благодаря такой форме, подвесы позволяют диффузору двигаться вдоль оси симметрии всей конструкции вперед-назад.

Он делает это потому, что его толкает голосовая катушка, на которую действует электромагнитная сила, пропорциональная силе переменного тока, который подается на катушку по гибким безмоментным проводникам [9]. С другой стороны эти провода заканчиваются клеммами [10], к которым подсоединяется акустический кабель, идущий от усилителя.

Завершает картину пылезащитный колпачок [11], который крепится к диффузору спереди и, что понятно из названия, защищает магнитный зазор от проникновения в него частичек пыли.

Разнообразие динамиков огромно. Они различаются по мощности, рабочему диапазону воспроизводимых частот, сфере применения и по множеству других параметров. Естественно, от этого зависят технологии и материалы, применяемые в производстве каждой из частей. Их мы и рассмотрим по отдельности.

Диффузор

Изначально диффузор делался из целлюлозы — бумаги или картона. Из того же материала выполнялся и пылезащитный колпачок (если он был предусмотрен). Целлюлозные диффузоры очень часто применяются до сих пор. Бумага хороша своим сочетанием легкости и жесткости. Влагоустойчивости, прочности и долговечности ей добавляют с помощью пропитки синтетическими материалами.

В этом смысле хорош пластик, но чисто пластиковый некомпозитный диффузор имеет ряд недостатков. Для их исправления применяются композитные материалы с разнообразными компонентами: от древесных или стеклянных волокон до кевлара или даже графена. Повышенную жесткость имеют металлические диффузоры. Чаще всего они делаются из алюминиевых сплавов.

Одними из лучших параметров обладает бериллий, но, ввиду повышенной стоимости материала и технологий его обработки, такой вариант достаточно дорог. В так называемых купольных высокочастотных динамиках чаще всего применяется ткань с пропиткой, иногда армирующая слой максимально жесткого композита, с жестким наполнителем, вплоть до алмазного порошка.

Важнейшие требования к диффузору — минимум собственных резонансов и максимальная жесткость, при которой становится возможным «поршневой» режим движения диффузора по всей его площади. Эти параметры должны сочетаться с важнейшими требованиями к весу подвижной системы динамика — он должен быть минимальным. Таким образом, качественный диффузор всегда является компромиссом взаимоконфликтующих условий.

Подвес динамика

Внутренний (ближний к магниту) подвес динамика еще называют центрирующей шайбой. Чаще всего эту деталь формуют на прессе с нагреванием из легкой, крепкой на разрыв ткани с эластичной синтетической пропиткой — прочно и подвижно. В некоторых мощных низкочастотных динамиках применяются две центрирующие шайбы, расположенные одна за другой.

С внешним подвесом все немного сложнее. Изначально он делался в виде концентрических волн (гофров) по внешнему краю бумажного диффузора. Так в некоторых случаях поступают и сейчас, добавляя синтетическую пропитку зоны гофров. Для больших амплитуд колебаний внешний подвес делают из резины, чаще всего это — искусственный бутадиеновый каучук. Резиновый подвес в сечении, в большинстве случаев, представляет собой выпуклую дугу. Есть варианты и «многоволновых» резиновых подвесов, либо применения других профилей, в том числе и переменных по углу.

Оба подвеса должны обеспечить строго плоско-параллельное возвратно-поступательное движение всей подвижной системы динамика с минимальными отклонениями в сторону от его оси.

Звуковая (голосовая) катушка

Эта катушка, работающая в магнитном зазоре динамика, намотана на каркас — цилиндр, который часто делается из плотной бумаги. Для каркаса также применяется устойчивый к нагреву пластик: каптон, текстолит, либо другие композитные материалы. Для большей плотности и температурной устойчивости (при серьезной нагрузке, т. е. громкости, катушка нагревается) используют сплавы на основе алюминия и даже титан.

Проволока, которой наматывается голосовая катушка, чаще всего, медная. Алюминиевая проволока легче, и это в данном случае — плюс, но она имеет свои недостатки (большее электрическое сопротивление при меньшей температурной устойчивости) и применяется реже. Есть вариант с биметаллической алюминиевой проволокой с медным покрытием, что улучшает проводимость.

Для более плотного расположения витков проволоку иногда делают в сечении прямоугольной либо шестиугольной. Для получения нескольких вариантов сопротивления катушки при параллельном или последовательном соединении ее частей или использования раздельных усилителей, звуковая катушка, чаще всего в низкочастотных динамиках, может разделяться на отдельные секции, намотанные на общем каркасе.

Для лучшего охлаждения голосовой катушки магнитный зазор в некоторых высокочастотных динамиках заполняется специальной жидкостью с наполнителем из мелкодисперсного магнитного порошка. Это повышает эффективность системы и улучшает отвод тепла.

Магнитная система

Эффективность магнитной системы динамика определяется, в первую очередь, материалом магнита. Самый распространенный — феррит. В середине прошлого века были распространены магниты из сплава AlNiCo (железо-алюминий-никель-кобальт), в отдельных случаях этот вариант до сих пор применяется. В новейший исторический период все большее распространение получают неодимовые магниты, создающие гораздо более сильное магнитное поле. Проблемой здесь стало получение неодимовой заготовки нужных размеров: неодим — материал труднообрабатываемый. Кроме того, стоимость неодимовых магнитов в последнее время растет.

Корзина динамика

Самый распространенный и максимально технологичный вариант корзины, или каркаса динамика — штампованная деталь из мягкой стали. Каркасы небольшого размера могут быть выполнены из пластика. Более совершенное, прочное и, что самое главное, точное в своей геометрии изделие получают методом литья, чаще всего из алюминия, с последующей обработкой на металлорежущих станках.

Важно понимать: чтобы добиться минимального магнитного зазора, звуковую катушку, расположенную в этом зазоре, нужно заставить двигаться, не задевая его краев. Для этого ее движение должно быть идеально соосным магнитному зазору вдоль всей возможной амплитуды колебаний. Расположение катушки в магнитном зазоре должно быть идеально симметричным. Это накладывает высокие требования на точность изготовления и сборки всех частей.

Все компоненты динамика соединяются с помощью клея на специальном оборудовании.

Каждый динамик, согласно примененным в нем материалам и технологиям, размерам, весу, электрическим и механическим параметрам, имеет свое в точности определенное назначение. О этом предназначении и обо всем, что с ним связано — в следующей части.

Продолжение следует…

Другие материалы цикла «Акустические системы»:

Акустические системы: поговорим о звуке (часть 1)

Принцип действия громкоговорителей и советы по выбору

Громкоговорители преобразуют электрические сигналы в колебания воздуха, которые человеческое ухо воспринимает как звук. Классическая конструкция громкоговорителя – это одна или несколько излучающих головок в акустическом оформлении. Источник звука – сама головка. Оформление или корпус обеспечивают только качественное и выразительное звучание в нужном диапазоне частот.

Ближайший технический аналог громкоговорителей – это наушники или динамики микрофона. Но между наушниками и громкоговорителями есть одно существенное различие: наушники не предназначены для трансляции звуковых волн в открытое пространство, тогда как именно это и есть основное предназначение громкоговорителей.

Принцип работы громкоговорителей

С технической точки зрения громкоговоритель – электроакустический преобразователь. Что это означает? Его принцип работы основан на взаимодействии проводника с магнитным полем. При подаче тока полюса магнита образуют поле. В нем находится проводник (чаще всего – катушка), на который воздействует электродинамическая сила.

Она стремится вытолкнуть проводник из магнитного поля, создавая колебания. Катушка жестко соединена с диффузором, который также начинает колебаться, в результате чего возникают звуковые волны.

Катушка – это каркас, обмотанный алюминиевым или медным проводом. Число слоев провода четное, потому что выводы катушки должны быть с одной стороны, а для этого нужно сделать 2 или 4 слоя обмотки. Каркас с обмоткой скрепляют лаком. Выводы надежно приклеивают к диффузору и каркасу.

Еще один важный элемент громкоговорителя – центрирующая шайба. Она задает правильное положение звуковой катушки в магнитном поле. Шайба жестче проводника, поэтому она поддерживает основной резонанс подвижной системы громкоговорителя.
Наконец, конструкция предполагает наличие диффузора.

Это излучающий элемент, определяющий электроакустические характеристики устройства. Он имеет коническую форму, потому что на средних и высших частотах участки диффузора колеблются с разными амплитудами и фазами. Но применяются также круглые и овальные диффузоры.

Эти элементы отливают из бумажной массы, их толщина – от 0,1-0,4 мм. Чем меньше масса диффузора и жестче материал, тем лучше громкоговоритель воспроизводит высокие частоты.

Виды громкоговорителей

Виды громкоговорителей

Этот вид акустического оборудования можно назвать и по-другому: динамиком. Громкоговорители – неотъемлемая часть акустических систем, оповещения и озвучивания. Их используют музыканты и звукорежиссеры во время концертов, театральных выступлений, демонстрации фильмов. Основная задача громкоговорителя – преобразовать электрические сигналы в акустические колебания.

В продаже есть громкоговорители разных видов. За основу классификации чаще всего принимают способ звучания. Но значение имеют и другие характеристики:

  • Принцип действия: электростатический, плазменный, пьезокерамический, электродинамический.
  • Частотность: широкополосные, низко-, средне- и высокочастотные.
  • Применяемость: для приемников, акустических систем, студий звукозаписи и т.д.

Однако при покупке первый критерий выбора – звучание. Наиболее популярный вариант – электродинамический громкоговоритель. Его конструкция похожа на микрофон: магнит создает поле, в нем находится катушка, которая колеблется от электрических импульсов, формируя звуковые волны.

Они образуются за счет давления на мембрану диффузора. Такой динамик простой в эксплуатации, недорогой и поддерживает высокое качество звучания.

По похожему принципу действует электростатический громкоговоритель, однако в его основе – колебания двух мембран, между которыми действует электрическая энергия с высокими показателями напряжения. Электромагнитные модели используют намагниченный диффузор и мощный электромагнит, которые создают акустические волны при помощи импульсов напряжения.

Иначе устроены пьезоэлектрические модели. Они генерируют акустические волны нужной частоты за счет колебаний мембраны, которые возникают под действием электрического поля. Громкоговорители-ионофоны обходятся вовсе без диффузоров, поскольку используют для звуковых колебаний электрические разряды.

Это основная классификация громкоговорителей, но их можно разделить на виды и по другим характеристикам:

  • Способу подключения к трансляционной сети: низкоомные, которые подсоединяются напрямую к выходному контакту усилителя, и трансформаторные, подключаемые к трансляционному выходу с трансформатором.
  • Принципу преобразования сигнала: катушечные (электродинамические), электретные (электростатические), с неподвижной катушкой (электромагнитные), ленточные модели (пьезоэлектрический принцип работы).
  • Области применения: для использования внутри помещений, всепогодные модели для установки на улице и громкоговорители во взрывозащищенном корпусе.
  • Конструктивному исполнению: врезные, накладные, корпусные.

Устройства для помещений не отличаются прочностью корпуса. Всепогодные модели, наоборот, защищены не только от механических повреждений, но также от проникновения влаги. Взрывозащищенный корпус рассчитан на помещения, где хранят агрессивные и взрывоопасные вещества.

Как правильно выбрать громкоговоритель

Если вы покупаете динамики для охранно-пожарной сигнализации, их характеристики должны соответствовать ГОСТ 16122-78 и 9010-78, а также нормативным актам Международного электротехнического комитета. Основные параметры, на которые следует обращать внимание при выборе:

  1. Характеристическая мощность – показатель звукового давления. Оптимальный вариант – 94 децибела на расстоянии в метр при частотном диапазоне 100-8000 Герц.
  2. Чувствительность – чем выше мощность, тем ниже чувствительность оборудования.
  3. Шумовая мощность – показатель среднего уровня звука, который соответствует заявленной производителем мощности громкоговорителя.
  4. Максимальная мощность – пиковая сила звука, которую устройство может поддерживать в течение часа без вреда для корпуса.
  5. Номинальная мощность – сила звука, при которой невозможно почувствовать нелинейные искажения.

Мощность и количество громкоговорителей нельзя определить навскидку. Эти параметры рассчитывают, ориентируясь на характеристики помещения, где будет использоваться акустика.

Оборудование подбирают так, чтобы обеспечить равномерное распространение звука. Площадь покрытия рассчитывают выше уровня пола: на высоте 1,6-1,8 м. Наши консультанты помогут вам подобрать громкоговоритель из нашего каталога для любых целей.

ТОП-10 громкоговорителей

На основе отзывов пользователей мы составили рейтинг громкоговорителей. Он учитывает соотношение цены и качества акустики, а также ее надежности и удобства эксплуатации.
Первое место рейтинга занял профессиональный активный сабвуфер Apart SUBA165-W – он собрал максимальное количество положительных отзывов.

Это динамик со встроенным усилителем, который воспроизводит расширенный диапазон низких частот. Его можно использовать для трансляции музыки и речи: будет отчетливо слышно каждое слово диктора. Мощность устройства – 140 Вт, частотный диапазон – 30-180 Гц. Вес оборудования – чуть больше 12 кг.

Второе место рейтинга достается сабвуферу той же фирмы Apart, но пассивной модели: SUBLIME-W. Она охватывает частотный диапазон 45-150 Гц, обладает чувствительностью 85 дБ и весит 8 кг. Однако эта модель требует дополнительного подключения усилителя звука.

Третье место – пассивный потолочный динамик CVG AUDIO SUB-S8T. Это встраиваемая модель, поэтому ее «прячут» в отделке потолка, делая невидимой. При этом сабвуфер поддерживает высокое качество звучания, он охватывает диапазон от 45 до 200 Гц. Чувствительность модели – 91 дБ. Весит она чуть больше 6 кг, что облегчает установку акустики.

Также в десятку лучших, согласно отзывам покупателей, вошли такие громкоговорители:

  • CVG AUDIO CR6TE – двухполосная акустическая система для установки в подвесной потолок. Корпус выполнен из белого пластика. Чувствительность оборудования – 89 дБ, частотный диапазон – от 80 до 18000 Гц. Это недорогая модель, которую легко монтировать в коммерческих помещениях. Весит она около 2 кг.
  • Yamaha VXS3FTW – широкополосная настенная система для фоновой озвучки помещений. Ее выбирают владельцы магазинов, торговых центров, кафе и ресторанов. Оборудование поддерживает качественную трансляцию музыки и речи, весит всего 1 кг. Чувствительность модели – 86 дБ, диапазон частот – 130-20000 Гц.
  • Apart MASK8F-W – двухполосный настенный громкоговоритель для использования без сабвуфера. Работает в диапазоне от 20 до 25000 Гц, обладает чувствительностью 93 дБ. Модель можно не только монтировать на стену, но и установить на подставке.
  • JBL C60PS/T-WH – компактный подвесной сабвуфер. Это качественная акустика для ресторанов и кафе, магазинов и баров, фитнес-центров и прочих коммерческих помещений. При высокой нагрузке сабвуфер демонстрирует отличную надежность и долговечность эксплуатации. Чувствительность – 88 дБ, вес – 7,6 кг.
  • JBL C67HC/T-WH – узконаправленная широкополосная акустическая система для высоких потолков. Поддерживает частотный диапазон от 75 до 17000 Гц, чувствительность – 90 дБ. Корпус выполнен из полистирола, модель защищена от брызг, повышенной влажности и ультрафиолетового излучения.
  • Atlas Sound AH94-212-BSG – рупорная стадионная система. Трехполосная модель поддерживает частотный диапазон от 100 до 17000 Гц. Чувствительность – 105 дБ. Акустику защищает прочный серый корпус, устойчивый к неблагоприятным внешним факторам.
  • Apart COLW101 – настенная акустическая система. Работает в частотном диапазоне от 160 до 20000 Гц. Это колонка на 11 динамиков, рассчитанная на использование в 100-вольтовых линиях. Выполнена в прочном алюминиевом корпусе, в комплект поставки входит также надежный настенный кронштейн для монтажа.

Акустические колонны формируют направленный звук, который можно транслировать на большие расстояния. Это специфическая разновидность громкоговорителей, которые устанавливают в системах звукоусиления в 100-вольтовых линиях.

Сабвуферы представляют собой динамики с расширенным диапазоном низких частот, их используют для придания музыке глубины, выразительности и драйва.

Выбор акустической системы зависит от условий эксплуатации и параметров помещения (открытого пространства), где она будет установлена. Оптимально, если расчет параметров и количества громкоговорителей выполнят профессиональные инженеры.

sql — Как работает многоколоночный индекс MySql

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании
.

D. Газожидкостная хроматография — Chemistry LibreTexts

Газожидкостная хроматография (часто называемая газовой хроматографией) — мощный инструмент анализа. У него есть всевозможные вариации в том, как это делается — если вам нужна полная информация, поиск в Google по газовой хроматографии даст вам пугающие объемы информации, если она вам понадобится! Эта страница просто знакомит с тем, как это можно сделать.

Проведение газожидкостной хроматографии

Все формы хроматографии включают стационарную фазу и подвижную фазу.Во всех других формах хроматографии, которые вы встретите на этом уровне, подвижная фаза является жидкостью. В газожидкостной хроматографии подвижная фаза представляет собой газ, например гелий, а неподвижная фаза — жидкость с высокой температурой кипения, абсорбированная твердым телом. Скорость прохождения конкретного соединения через машину будет зависеть от того, сколько времени он тратит на перемещение с газом, а не на то, чтобы каким-то образом присоединиться к жидкости.

Схема газожидкостной хроматографии

Впрыск пробы

Очень небольшие количества образца, который вы пытаетесь проанализировать, вводят в аппарат с помощью небольшого шприца.Игла шприца проходит через толстый резиновый диск (известный как перегородка), который снова закрывается, когда шприц вытаскивается.

Инжектор находится в печи, температуру которой можно регулировать. Он достаточно горячий, чтобы весь образец закипел и попал в колонку в виде газа с гелием (или другим газом-носителем).

Как работает колонка

Упаковочный материал

В газожидкостной хроматографии есть два основных типа колонок.Один из них — длинная тонкая трубка, заполненная неподвижной фазой; другой еще тоньше и имеет неподвижную фазу, связанную с его внутренней поверхностью.

Чтобы не усложнять, мы просто рассмотрим упакованный столбец.

Колонна обычно изготавливается из нержавеющей стали, имеет длину от 1 до 4 метров и внутренний диаметр до 4 мм. Он свернут в спираль и поместится в термостатируемую духовку.

Колонна заполнена тонкоизмельченной кизельгуром, который представляет собой очень пористую породу.Он покрыт высококипящей жидкостью — обычно воскообразным полимером.

Температура колонки

Температура колонки может варьироваться от 50 до 250 ° C. Он холоднее, чем термостат инжектора, поэтому некоторые компоненты смеси могут конденсироваться в начале колонны.

В некоторых случаях, как вы увидите ниже, колонка начинается с низкой температуры, а затем становится все более горячей под управлением компьютера по мере продолжения анализа.

Как работает разделение на колонке

С определенной молекулой в смеси, вводимой в колонку, может произойти одно из трех:

  • Может конденсироваться на неподвижной фазе.
  • Может растворяться в жидкости на поверхности неподвижной фазы.
  • Может оставаться в газовой фазе.

Ни одна из этих вещей не обязательно постоянна.

Соединение с точкой кипения выше температуры колонки, очевидно, будет иметь тенденцию к конденсации в начале колонки.Однако часть его снова испарится, как вода в теплый день, даже если температура значительно ниже 100 ° C. Есть вероятность, что затем он снова конденсируется немного дальше по колонке.

Аналогичным образом, некоторые молекулы могут растворяться в жидкой неподвижной фазе. Некоторые соединения будут более растворимы в жидкости, чем другие. Более растворимые будут проводить больше времени в стационарной фазе; менее растворимые будут проводить больше времени в газе.

Процесс, при котором вещество разделяется между двумя несмешивающимися растворителями, поскольку в одном оно растворяется больше, чем в другом, известен как разделение. Теперь вы можете разумно возразить, что такой газ, как гелий, нельзя назвать «растворителем». Но термин «разделение» все еще используется в газожидкостной хроматографии.

Можно сказать, что вещество разделяется между жидкой неподвижной фазой и газом. Любая молекула вещества проводит часть своего времени растворенной в жидкости, а часть времени уносится вместе с газом.

Время удерживания

Время, необходимое для прохождения конкретного соединения через колонку к детектору, известно как время его удерживания. Это время измеряется от момента введения пробы до точки, в которой на дисплее отображается максимальная высота пика для этого соединения. Разные соединения имеют разное время удерживания. Для конкретного соединения время удерживания будет варьироваться в зависимости от:

  • точка кипения соединения. Соединение, которое кипит при температуре выше, чем температура колонки, будет проводить почти все свое время в конденсации в виде жидкости в начале колонки.Такая высокая температура кипения означает длительное время удерживания.
  • растворимость в жидкой фазе. Чем более растворимое соединение находится в жидкой фазе, тем меньше времени оно будет уноситься газом. Высокая растворимость в жидкой фазе означает высокое время удерживания.
  • температура колонки. Более высокая температура будет способствовать переходу молекул в газовую фазу — либо потому, что они легче испаряются, либо потому, что они настолько энергичны, что притяжение жидкости больше не удерживает их.Высокая температура колонки сокращает время удерживания всего в колонке.

Для данного образца и данной колонки мало что можно сделать с температурой кипения соединений или их растворимостью в жидкой фазе, но вы можете контролировать температуру.

Чем ниже температура колонки, тем лучше будет разделение, но может потребоваться очень много времени, чтобы пропустить соединения, которые конденсируются в начале колонки!

С другой стороны, при использовании высокой температуры все будет проходить через колонку намного быстрее, но хуже отделяться.Если все пройдет за очень короткое время, на хроматограмме между их пиками не останется большого промежутка.

Ответ — начать с относительно прохладной колонки, а затем постепенно и очень регулярно повышать температуру.

Вначале соединения, которые проводят большую часть времени в газовой фазе, будут быстро проходить через колонку и обнаруживаться. Небольшое повышение температуры способствует прохождению более «липких» соединений. Повышение температуры еще больше вытеснит очень «липкие» молекулы из неподвижной фазы через колонку.

Детекторы

Используется несколько различных типов извещателей. Описанный ниже пламенно-ионизационный детектор широко используется, и его легче описать и объяснить, чем альтернативные варианты.

Пламенно-ионизационный датчик

С точки зрения механизмов реакции горение органического соединения очень сложно. Во время этого процесса в пламени образуется небольшое количество ионов и электронов. Их присутствие можно обнаружить.Весь детектор помещен в отдельную печь, температура которой выше температуры колонки. Это предотвращает образование конденсата в детекторе.

Если из колонки не выходит ничего органического, это просто пламя водорода, горящего в воздухе. Теперь предположим, что одно из соединений в анализируемой смеси начинает проявляться.

При горении выделяет небольшое количество ионов и электронов в пламени. Положительные ионы будут притягиваться к цилиндрическому катоду.Отрицательные ионы и электроны будут притягиваться к самой струе, которая является анодом.

Это почти то же самое, что происходит при нормальном электролизе.

На катоде положительные ионы захватывают электроны с катода и нейтрализуются. На аноде любые электроны в пламени переходят на положительный электрод; а отрицательные ионы отдают свои электроны электроду и нейтрализуются.

Эта потеря электронов на одном электроде и усиление на другом приведет к потоку электронов во внешней цепи от анода к катоду.Другими словами, вы получаете электрический ток.

Ток не очень большой, но можно усилить. Чем больше органического соединения в пламени, тем больше будет произведено ионов и, следовательно, тем выше будет ток. В качестве разумного приближения, особенно если вы говорите об аналогичных соединениях, измеряемый вами ток пропорционален количеству соединения в пламени.

Недостатки пламенно-ионизационного извещателя

Главный недостаток в том, что при обнаружении он уничтожает все, что выходит из колонны.Если вы хотите отправить продукт в масс-спектрометр, например, для дальнейшего анализа, вы не сможете использовать пламенно-ионизационный детектор.

Интерпретация выходного сигнала детектора

Выходной сигнал будет записан в виде серии пиков, каждый из которых представляет собой соединение в смеси, проходящей через детектор. Если вы внимательно следите за условиями в колонке, вы можете использовать время удерживания, чтобы помочь идентифицировать присутствующие соединения — при условии, конечно, что вы (или кто-то другой) уже измерили их для чистых образцов различных соединения в тех же идентичных условиях.

Но вы также можете использовать пики как способ измерения относительных количеств присутствующих соединений. Это верно только в том случае, если вы анализируете смеси схожих соединений, например, схожих углеводородов.

Площади под пиками пропорциональны количеству каждого соединения, прошедшего через детектор, и эти площади могут быть автоматически рассчитаны компьютером, подключенным к дисплею. Области, которые он будет измерять, показаны зеленым на (очень упрощенной) диаграмме.

Обратите внимание, что важна не высота пика, а общая площадь под пиком. В этом конкретном примере левый пик является самым высоким и имеет наибольшую площадь. Это не всегда так. Одно соединение может присутствовать в большом количестве, но оно может выделяться из колонки в относительно небольших количествах в течение довольно длительного времени. Это позволяет измерять площадь, а не высоту пика.

Сопряжение газовой хроматограммы с масс-спектрометром

Этого нельзя сделать с пламенно-ионизационным детектором, который уничтожает все, что проходит через него.Предполагая, что вы используете неразрушающий детектор. Когда детектор показывает пик, часть того, что проходит через детектор в это время, может быть перенаправлено на масс-спектрометр. Там он даст образец фрагментации, который можно сравнить с компьютерной базой данных известных шаблонов. Это означает, что идентичность огромного ряда соединений может быть обнаружена без необходимости знать время их удерживания.

.

Столбцы, поддерживающие периодическую таблицу

Столбцы, составляющие периодическую таблицу, называются группами — 18 в сумме. Группы обозначают элементы со сходными химическими и физическими свойствами. Около 80 процентов элементов — это металлы (блестящие элементы, которые хорошо проводят тепло и электричество), а 15 процентов элементов — неметаллы (плохие проводники тепла и электричества). Остальные элементы — это металлоидов , которые имеют общие свойства как металлов, так и неметаллов.Давайте посмотрим на некоторые из этих групп элементов и вспомним, что иногда члены группы рассредоточены по таблице, не обязательно в одном аккуратном столбце. Например, водород выглядит так, как будто он должен принадлежать к группе 1, щелочные металлы, но на самом деле он предпочитает компанию неметаллов.

Щелочные металлы (группа 1 или IA), такие как литий, натрий и калий, обладают высокой реакционной способностью и обычно не встречаются в природе. Они получили свое название от химических реакций с водой, в которых они производят сильно щелочные вещества, такие как гидроксид натрия или щелочь.У них есть один валентный электрон (или самый дальний от ядра электрон), от которого они отказываются в химических реакциях. Газообразный натрий заполняет уличные фонари, а жидкий натрий используется для передачи тепла в некоторых типах ядерных реакторов.

Щелочноземельные металлы (группа 2 или IIA) включают, среди прочего, магний, кальций и барий. Эти элементы имеют два валентных электрона, которые они образуют в химических реакциях. Хотя они менее реактивны, чем щелочные металлы, они обычно не встречаются в природе одни.Например, кальций соединяется с углеродом, образуя карбонат кальция, из которого делают известняк, мрамор и морские ракушки. Зубы и кости также состоят из соединений кальция. Бериллий придает сияние драгоценным камням, аквамарину и изумруду.

Латаноиды и актиноиды (группа 3 или IIIB) включают блестящие металлы (ряд лантанидов или редкоземельные элементы) и радиоактивные элементы (ряд актинидов). Лантаноиды широко распространены в земной коре, но их трудно отделить от их соединений.Все актиноиды радиоактивны, но в природе встречаются только актиний, торий, протрактиний и уран. Другие актиноиды производятся в ядерных реакторах и ускорителях частиц.

Переходные металлы (группы 4-12 или IB, IIB и IVB-VIIIB) — все блестящие металлы, встречающиеся в природе, но менее реактивные, чем группы 1 и 2. Электроны внешней s-орбитали и внутренней d-орбитали могут участвуют в химических реакциях. Они включают элементы, которые мы обычно считаем металлами, например железо, никель, хром и драгоценные металлы, такие как золото, медь, серебро и платина.

Металлы расположены в основном в группе 13 (IIIA) и некоторые в группах 14-16 (IVA — VIA). Металлы включают алюминий, олово, свинец и висмут. Металлы тверже и плотнее, чем в группах 1 и 2, но мягче и менее плотны, чем переходные металлы. Большинство из них встречаются в природе в виде соединений, но после очистки могут существовать свободно, как и алюминий.

Благородные газы (группа 18 или VIIIA) включают гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон.Гелий, конечно же, заполняет воздушные шары и дирижабли. В свете используются неон, аргон и ксенон. Радон является продуктом радиоактивного распада Земли и проникает через почву в ваш дом. Благородные газы также называют инертными газами , потому что они не вступают в химическую реакцию с другими элементами. Почему нет? Орбитали их наивысшего энергетического уровня заполнены электронами. Насытившись таким образом, они не склонны брать и не делиться своими валентными электронами с другими элементами.

Вы еще не закончили. Металлоиды и неметаллы завершают группы. Неметаллы могут образовывать соединения, деля валентные электроны друг с другом или удаляя их с металлов. Одна группа неметаллов (17 или VIIA) обладает высокой реакционной способностью и называется галогенами (фтор, хлор, бром, йод и астат).

Как вся эта информация может помочь вам обнаружить некоторые тенденции среди элементов Земли?

.Сервер

sql — как работает столбец индекса SharePoint?

Переполнение стека
  1. Около
  2. Товары
  3. Для команд
  1. Переполнение стека Общественные вопросы и ответы
  2. Переполнение стека для команд Где разработчики и технологи делятся частными знаниями с коллегами
  3. Вакансии Программирование и связанные с ним технические возможности карьерного роста
  4. Талант Нанимайте технических специалистов и создавайте свой бренд работодателя
  5. Реклама Обратитесь к разработчикам и технологам со всего мира
  6. О компании
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *