آموزش کامسول مدل سازی درایورهای بلندگو

مدل سازی درایورهای بلندگو مبدل های الکتروآکوستیک هستند که از نیروهای الکترومغناطیسی برای تولید ارتعاش و تابش صدا استفاده می کنند. انواع مختلفی از درایورها در بازار موجود است که بر اساس اصول مختلف کار می کنند. در اینجا، ویژگی‌های کوپلینگ را نشان می‌دهیم که در نرم‌افزار برای مدل‌سازی درایورهای بلندگو تعبیه شده است.

مدل سازی درایورهای بلندگو 1 - کامسول پروژه

انواع درایورهای بلندگو

 

در میان همه، چهار نوع درایور زیر نمایندگان خوبی برای بحث در مورد مکانیسم‌های فیزیکی هستند که در طراحی شناخته‌شده‌ترین درایورهای بلندگو استفاده می‌شوند:

 

مبدل‌های دینامیک سنتی که از نیروی لورنتس استفاده می‌کنند که بر روی سیم‌پیچ‌های صوتی حامل جریان اعمال می‌شود تا سیم‌پیچ‌ها و دیافراگم‌های متصل را حرکت دهند. آنها همچنین به عنوان مبدل های سیم پیچ متحرک شناخته می شوند و محبوب ترین نوع موجود در حال حاضر را تشکیل می دهند.

مدل سازی درایورهای بلندگو 2 - کامسول پروژه

گیرنده‌های آرمیچر متعادل که عمدتاً در سمعک‌ها و دستگاه‌های داخل گوش استفاده می‌شوند و حرکت توسط تنش ماکسول بین اجسام مغناطیسی القا می‌شود. آنها متعلق به گروهی به نام بلندگوهای آهنی متحرک هستند که اولین نوع بلندگوهای برقی است که اختراع شده است.

محرک‌های پیزوالکتریک که از مواد پیزوالکتریک استفاده می‌کنند، مانند انواع خاصی از کریستال‌ها که تحت تولید داخلی تنش مکانیکی ناشی از یک میدان الکتریکی اعمال‌شده تغییر شکل می‌دهند. آنها اغلب برای تولید صدا در دستگاه های الکترونیکی استفاده می شوند و همچنین به عنوان توییتر در برخی از سیستم های بلندگوی ارزان قیمت استفاده می شوند.

درایورهای الکترواستاتیکی که از نیروهای الکترواستاتیک اعمال شده بر روی پانل های دیافراگمی بزرگ، نازک و رسانا معلق بین دو ورق فلزی سوراخ دار استفاده می کنند. آنها به دلیل کیفیت اعوجاج کم و وضوح بالا در بین علاقه مندان به صدا محبوب بوده اند و معمولاً گرانتر از انواع دیگر هستند.

 

مدل سازی درایورهای بلندگو 4 - کامسول پروژه

 

اگرچه نیروهای محرکه همه این انواع بلندگوها به دسته نیروهای الکترومغناطیسی تعلق دارند، اما هر یک ماهیت فیزیکی منحصر به فرد خود را دارند. مبدل‌های دینامیکی و گیرنده‌های آرمیچر متعادل در میدان مغناطیسی کار می‌کنند، و بنابراین مدل‌سازی آنها در نرم‌افزار COMSOL Multiphysics نیاز به جفت کردن رابط مکانیک جامد با رابط میدان‌های مغناطیسی دارد. از سوی دیگر، درایورهای پیزوالکتریک و درایورهای الکترواستاتیک در یک میدان الکتریکی کار می‌کنند، از این رو لازم است رابط مکانیک جامد با رابط الکترواستاتیک جفت شود.

دارای ویژگی های کوپلینگ multiphysic داخلی برای مدل سازی هر چهار درایور بلندگو است. بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از آنها بیندازیم. میتوانید برای آموزش comsol اقدام کنید.

 

 

شبیه سازی کوپلینگ لورنتز

 

جهت مدل سازی درایورهای بلندگو هنگامی که هادی در میدان مغناطیسی قرار می گیرد و جریان الکتریکی به آن وارد می شود، نیروی الکترومغناطیسی که به عنوان نیروی لورنتس مشخص می شود، بر آن وارد شده و باعث حرکت آن می شود. از سوی دیگر، حرکت هادی از طریق میدان مغناطیسی باعث القای ولتاژ در آن می شود، پدیده ای که به عنوان EMF پشتی شناخته می شود، که به نوبه خود بر میدان مغناطیسی تأثیر می گذارد. این اصل کار پشت درایورهای بلندگوهای پویا معمولی است که از سیم پیچ های متحرک استفاده می کنند.

 

این مبدل های سیم پیچ متحرک حاوی آهنرباهای دائمی برای تولید میدان مغناطیسی و سیم پیچ هایی هستند که در میدان مغناطیسی قرار می گیرند. هنگامی که یک ولتاژ متناوب به سیم پیچ ها اعمال می شود، آنها به دلیل نیروی متفاوت لورنتس به جلو و عقب حرکت می کنند و باعث می شوند دیافراگم های اتصال به لرزش درآیند و صدا منتشر کنند.

ویژگی Lorentz Coupling نیروی لورنتس و EMF پشتی را برای ثبت این اثر دو طرفه محاسبه می کند. این یک ویژگی کوپلینگ چندفیزیکی بین رابط میدان های مغناطیسی و رابط مکانیک جامد است که نیروی لورنتس را از رابط میدان های مغناطیسی به رابط مکانیک جامد منتقل می کند و میدان الکتریکی القایی را از رابط مکانیک جامد به رابط میدان های مغناطیسی منتقل می کند.

نیروهای مغناطیسی مکانیکی

گیرنده های آرمیچر متعادل نیز از آهنربا، سیم پیچ و دیافراگم ساخته می شوند. با این حال، آنها تحت یک مکانیسم کاملا متفاوت عمل می کنند. در این دستگاه ها کویل ها ثابت بوده و اصلا حرکت نمی کنند.

انجام پروژه کامسول

 

یک گیرنده آرمیچر متعادل دارای یک آرمیچر کوچک (بازو) است که در داخل یک سیم پیچ صوتی قرار می گیرد و بین دو آهنربا متعادل می شود. هنگامی که یک جریان AC از سیم پیچ عبور می کند، بازو را مغناطیسی می کند و آن را تحت فشار به اصطلاح ماکسول قرار می دهد، نیروی الکترومغناطیسی موجود بین اجسام مغناطیسی. این نیرو باعث ارتعاش آرمیچر و حرکت از یک آهنربا به آهنربای دیگر می شود. هنگامی که بازو به دیافراگم متصل می شود، ارتعاشات آن به دیافراگم منتقل می شود که منجر به ایجاد امواج صوتی می شود.

این توسط ویژگی کوپلینگ نیروهای مغناطیسی مکانیکی، یک جفت چندفیزیکی دیگر بین رابط میدان های مغناطیسی و رابط مکانیک جامد به دست می آید. برای محاسبه تنش ماکسول اعمال شده بر جامدات قابل تغییر شکل مغناطیسی و همچنین اثر تغییر شکل ساختار بر مغناطش مواد استفاده می شود. تنش شامل دو جزء است که به تغییر شکل جامدات کمک می کند: تنشی که در داخل اجسام مغناطیسی وجود دارد و تنشی که از برهمکنش با s ایجاد می شود.

میتوانید برای آموزش کامسول اقدام کنید.

 

میدان مغناطیسی اطراف اولی به عنوان بار بدنه مدل‌سازی می‌شود و دومی به عنوان بار مرزی بر روی مرزهای بیرونی جامدات اعمال می‌شود.

اینستاگرام کامسول پروژه 

دسته‌بندی نشده

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *