Facteur d'amortissement pour les nuls
Posté : 12 janv. 2015 19:26
Bonjour !
Je crois qu’il y a énormément de malentendus concernant le facteur d’amortissement.
La première fois que je m’y suis frotté, c’est au lycée, au cours d’une manipulation mettant en œuvre un galvanomètre à miroir :
http://www.larousse.fr/encyclopedie/div ... 8tre/54387
L’expérience était suffisamment spectaculaire pour que je m’en souvienne comme si c’était hier :
On branche l’éclairage interne du miroir pour avoir le spot sur l’écran, on déconnecte la bobine, puis on donne une pichenette sur le flan pour constater que le miroir du galva oscille interminablement d’un bout à l’autre de l’écran gradué.
Quand on en a assez de le voir osciller, on court-circuite les bornes du galva, et là, surprise, le spot reste comme cloué sur place. S’il n’est pas en position centrale il lui faudra presque une heure pour la rejoindre de manière exponentielle et sans rebond.
Si on rouvre le circuit et que le spot n’est pas en position centrale, les oscillations reprennent.
Avant de ranger les galva à miroir, il fallait les bloquer par ce simple court-circuit sinon le prof de physique piquait une crise.
La leçon traitait évidemment de la force contre-électromotrice (fcem) : lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension induite. La tension ainsi créée est orientée de façon à générer des courants s'opposant à la variation du flux. On dit donc qu'elle s'oppose à la variation du flux.
Les matheux réviseront les lois de Maxwell…
En reprenant l’expérience mais en remplaçant le court-circuit par une résistance, le spot oscillant se trouve simplement ralenti puis s’immobilise plus ou moins vite après d’éventuels rebonds. C’est le fameux ‘amortissement’.
C’est bien ainsi que se comportent nos chères enceintes quand on les relie à un ampli ; ce n’est plus un miroir qui oscille, mais les membranes dont les velléités sont plus ou moins freinées (amorties) par la résistance en série dans le circuit.
En fait ce n’est pas une résistance mais une combinaison série-parallèle de résistances et d’impédances qu’il faut considérer :
Résistances parasites des bobines mobiles des haut-parleurs.
Impédance des HP dans leur environnement (suspensions et élasticité de l’air). L’impédance qui varie en fonction de la fréquence est également chiffrée en ohms.
Résistances parasites et impédance des filtres.
Résistance des câbles de liaison.
Résistances parasites du transfo de sortie (s’il existe).
Impédance dynamique de sortie de l’ampli en activité.
Impédance de sortie de l’étage de puissance pris seul, exemple 8 ohms.
Appelons FA le facteur d’amortissement = impédance récepteur / impédance source
Il va de soi que la formule simpliste FA = impédance enceinte / impédance de sortie dynamique est archi fausse.
En connectant sur une enceinte 8ohms un ampli présentant une impédance dynamique de sortie de 0.1ohms on n’aura pas 80 de FA, à elles seules les résistances parasites des HP le font chuter à 2 ou 3 !
Pour clore provisoirement je voudrais vous citer le cas de cet ampli à tubes (Audio-Innovation 400) qu’on m’a apporté récemment à réviser et qui ne possède aucun système de correction (pas de CR).
J’ai mesuré son impédance dynamique de sortie, vous êtes assis…. 64 ohms !
Si on applique stupidement la formule on trouve FA = 8/64 = 0.125 …affreux…mais non puisque c’est faux, il faut mettre en parallèle les 8 ohms d’impédance de sortie de l’ampli.
Ici on est proche de FA = 8/8 = 1 … le résultat auditif présente bien quelques colorations mais rien d’excessif.
Je crois qu’il y a énormément de malentendus concernant le facteur d’amortissement.
La première fois que je m’y suis frotté, c’est au lycée, au cours d’une manipulation mettant en œuvre un galvanomètre à miroir :
http://www.larousse.fr/encyclopedie/div ... 8tre/54387
L’expérience était suffisamment spectaculaire pour que je m’en souvienne comme si c’était hier :
On branche l’éclairage interne du miroir pour avoir le spot sur l’écran, on déconnecte la bobine, puis on donne une pichenette sur le flan pour constater que le miroir du galva oscille interminablement d’un bout à l’autre de l’écran gradué.
Quand on en a assez de le voir osciller, on court-circuite les bornes du galva, et là, surprise, le spot reste comme cloué sur place. S’il n’est pas en position centrale il lui faudra presque une heure pour la rejoindre de manière exponentielle et sans rebond.
Si on rouvre le circuit et que le spot n’est pas en position centrale, les oscillations reprennent.
Avant de ranger les galva à miroir, il fallait les bloquer par ce simple court-circuit sinon le prof de physique piquait une crise.
La leçon traitait évidemment de la force contre-électromotrice (fcem) : lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension induite. La tension ainsi créée est orientée de façon à générer des courants s'opposant à la variation du flux. On dit donc qu'elle s'oppose à la variation du flux.
Les matheux réviseront les lois de Maxwell…
En reprenant l’expérience mais en remplaçant le court-circuit par une résistance, le spot oscillant se trouve simplement ralenti puis s’immobilise plus ou moins vite après d’éventuels rebonds. C’est le fameux ‘amortissement’.
C’est bien ainsi que se comportent nos chères enceintes quand on les relie à un ampli ; ce n’est plus un miroir qui oscille, mais les membranes dont les velléités sont plus ou moins freinées (amorties) par la résistance en série dans le circuit.
En fait ce n’est pas une résistance mais une combinaison série-parallèle de résistances et d’impédances qu’il faut considérer :
Résistances parasites des bobines mobiles des haut-parleurs.
Impédance des HP dans leur environnement (suspensions et élasticité de l’air). L’impédance qui varie en fonction de la fréquence est également chiffrée en ohms.
Résistances parasites et impédance des filtres.
Résistance des câbles de liaison.
Résistances parasites du transfo de sortie (s’il existe).
Impédance dynamique de sortie de l’ampli en activité.
Impédance de sortie de l’étage de puissance pris seul, exemple 8 ohms.
Appelons FA le facteur d’amortissement = impédance récepteur / impédance source
Il va de soi que la formule simpliste FA = impédance enceinte / impédance de sortie dynamique est archi fausse.
En connectant sur une enceinte 8ohms un ampli présentant une impédance dynamique de sortie de 0.1ohms on n’aura pas 80 de FA, à elles seules les résistances parasites des HP le font chuter à 2 ou 3 !
Pour clore provisoirement je voudrais vous citer le cas de cet ampli à tubes (Audio-Innovation 400) qu’on m’a apporté récemment à réviser et qui ne possède aucun système de correction (pas de CR).
J’ai mesuré son impédance dynamique de sortie, vous êtes assis…. 64 ohms !
Si on applique stupidement la formule on trouve FA = 8/64 = 0.125 …affreux…mais non puisque c’est faux, il faut mettre en parallèle les 8 ohms d’impédance de sortie de l’ampli.
Ici on est proche de FA = 8/8 = 1 … le résultat auditif présente bien quelques colorations mais rien d’excessif.