Kaiutinkotelolaskuri

Laske kaiutinkotelon sisätilavuus mitoista ja bassorefleksiputken pituus halutusta viritystaajuudesta – litroina ja senttimetreinä.

Kotelon mitat

Syötä kotelon sisämitat senttimetreinä. Laskuri laskee tilavuuden V = leveys · korkeus · syvyys. Voit myös syöttää tilavuuden suoraan alle.

Leveys (cm)

Korkeus (cm)

Syvyys (cm)

Bassorefleksiputki

Anna haluttu viritystaajuus, putken halkaisija ja putkien lukumäärä. Käytetään yllä laskettua tilavuutta, tai voit ohittaa sen syöttämällä oman tilavuuden.

Kotelon tilavuus (l, valinnainen)

Viritystaajuus Fb (Hz)

Putken halkaisija (cm)

Putkien lukumäärä

Tulokset

Kaiutinkotelolaskuri – tilavuus ja porttiputki

Kaiutinkotelolaskurilla mitoitat kaiutinkotelon: laskuri laskee suorakulmaisen kotelon sisätilavuuden ja bassorefleksikotelon porttiputken pituuden halutulle viritystaajuudelle. Työkalu sopii kaiuttimien itserakentajille ja akustiikan opiskeluun. Tulokset annetaan litroina ja senttimetreinä.

Kotelon sisätilavuus

Suorakulmaisen kotelon sisätilavuus on sisämittojen tulo.

V = leveys · korkeus · syvyys

Kun mitat ovat senttimetreinä, tulos on kuutiosenttimetreinä; jakamalla luvulla 1000 saadaan litrat. Käytä kotelon sisämittoja. Tarkkaa nettotilavuutta laskettaessa vähennetään vielä elementtien, jakosuotimen ja tukirakenteiden viemä tilavuus.

Esimerkki: kotelo 40 cm × 50 cm × 25 cm = 50 000 cm³ = 50 litraa.

Bassorefleksiputken pituus

Bassorefleksikotelossa porttiputki virittää kotelon resonanssin halutulle taajuudelle. Putken pituus lasketaan kaavalla:

Lv = (23562,5 · d² · Np) / (Fb² · Vb) − 0,732 · d

Tässä Lv on putken pituus (cm), d putken sisähalkaisija (cm), Np putkien lukumäärä, Fb viritystaajuus (Hz) ja Vb kotelon nettotilavuus (litraa). Vakio 23562,5 sisältää äänennopeuden ja yhden putkenpään päätekorjauksen, ja viimeinen termi −0,732·d on toisen pään korjaus.

Esimerkki: 50 l kotelo, viritystaajuus 35 Hz, yksi putki halkaisijaltaan 10 cm. Tällöin Lv = (23562,5 · 100 · 1) / (35² · 50) − 0,732 · 10 = 2 356 250 / 61 250 − 7,32 ≈ 38,47 − 7,32 ≈ 31,1 cm.

Miten viritystaajuus, tilavuus ja putki liittyvät toisiinsa?

Matalampi viritystaajuus pidentää putkea ja antaa syvempää mutta hiljaisempaa bassoa.
Pienempi kotelo pidentää putkea samalla virityksellä.
Suurempi putken halkaisija pidentää putkea, mutta vähentää ilmavirran kohinaa suurilla tehoilla.

Vaiheittainen esimerkki

Mitoitetaan kotelo ja putki: tavoitteena 30 litran kotelo viritettynä 40 Hz:iin, putken halkaisija 7 cm, yksi putki.

Tilavuus mitoista, esim. 35 cm × 30 cm × 28,6 cm ≈ 30 000 cm³ = 30 l.
Putken pituus: Lv = (23562,5 · 49 · 1) / (40² · 30) − 0,732 · 7 = 1 154 562,5 / 48 000 − 5,12 ≈ 24,05 − 5,12 ≈ 18,9 cm.

Putkesta tulee siis noin 19 cm pitkä, mikä mahtuu hyvin koteloon.

Yksiköt

Mitat ja putken halkaisija annetaan senttimetreinä, tilavuus litroina ja viritystaajuus hertseinä. Putken pituus ja kotelon tilavuus ovat tuloksia: pituus senttimetreinä, tilavuus litroina. Putkien lukumäärä Np on kokonaisluku (1 tai useampi rinnakkainen putki).

Akustiikka lukion fysiikassa

Bassorefleksikotelon toiminta perustuu Helmholtz-resonaattoriin, jossa kotelon ilmatila toimii jousena ja putken ilmamassa hitaana massana. Tämä on värähtelyn ja aaltoliikkeen sovellus, joita käsitellään lukion fysiikan aaltoliikkeen kurssilla (FY3). Resonanssitaajuus määräytyy ilmamassan ja jäykkyyden suhteesta samaan tapaan kuin jousi–massa-systeemin värähtelytaajuus, mikä tekee kaiutinkotelosta havainnollisen esimerkin resonanssista.

Usein kysytyt kysymykset

Miten kaiutinkotelon tilavuus lasketaan?

Suorakulmaisen kotelon sisätilavuus on sisämittojen tulo: V = leveys · korkeus · syvyys. Kun mitat ovat senttimetreinä, tulos on kuutiosenttimetreinä, ja jakamalla luvulla 1000 saadaan litrat. Käytä aina sisämittoja, ja vähennä elementtien, vahvistimen ja tukirakenteiden viemä tilavuus, jos haluat tarkan nettotilavuuden.

Miten bassorefleksiputken pituus lasketaan?

Putken pituus saadaan kaavasta Lv = (23562,5 · d² · Np) / (Fb² · Vb) − 0,732 · d, jossa d on putken sisähalkaisija senttimetreinä, Np putkien lukumäärä, Fb haluttu viritystaajuus hertseinä ja Vb kotelon nettotilavuus litroina. Vakio 23562,5 sisältää äänennopeuden ja yhden putkenpään päätekorjauksen. Tulos on putken fyysinen pituus senttimetreinä.

Mikä on viritystaajuus Fb?

Viritystaajuus Fb on taajuus, jolla bassorefleksikotelon ilmamassa ja putki resonoivat ja tuottavat lisää matalia ääniä. Se valitaan elementin ja halutun bassotoiston mukaan, usein elementin vapaan ilmaresonanssin (Fs) tienoille tai hieman sen alle. Matalampi viritys antaa syvempää mutta vaimeampaa bassoa, korkeampi viritys voimakkaampaa mutta ylempänä rajattua bassoa.

Miksi putki on joskus hyvin pitkä?

Putken pituus kasvaa, kun viritystaajuus on matala, kotelo pieni tai putki halkaisijaltaan suuri. Pieni halkaisija lyhentää putkea mutta voi aiheuttaa ilmavirran kohinaa (porttihälyä) suurilla tehoilla. Jos putkesta tulee niin pitkä, ettei se mahdu koteloon, voi käyttää pienempää halkaisijaa, taivuttaa putken tai siirtyä suljettuun koteloon.

Mihin kaiutinkotelolaskuria käytetään?

Laskuri on tarkoitettu kaiuttimien itserakentajille kotelon mitoitukseen ja bassorefleksiputken viritykseen. Se auttaa hahmottamaan, miten kotelon tilavuus, viritystaajuus ja putken mitat liittyvät toisiinsa. Lopullinen suunnittelu kannattaa tehdä elementin Thiele–Small-parametrien pohjalta, mutta tämä laskuri antaa nopean ja oikean suuruusluokan arvion.

Oliko tästä laskurista apua?