Какое сопротивление для наушников лучше

Содержание:

Импеданс против сопротивления

Сопротивление и импеданс – два очень важных свойства компонентов в теории цепей. В этой статье будут рассмотрены ключевые различия между импедансом и сопротивлением.

Сопротивление

Сопротивление – очень важное свойство в области электричества и электроники. Сопротивление в качественном определении говорит нам, насколько трудно протекать электрическому току

В количественном отношении сопротивление между двумя точками может быть определено как разность напряжений, необходимая для протекания единичного тока через определенные две точки. Электрическое сопротивление обратно пропорционально электрической проводимости. Сопротивление объекта определяется как отношение напряжения на объекте к току, протекающему через него. Сопротивление в проводнике зависит от количества свободных электронов в среде. Сопротивление полупроводника в основном зависит от количества используемых легирующих атомов (концентрации примеси). Закон Ома является самым важным законом при обсуждении тематического сопротивления. В нем говорится, что для данной температуры отношение напряжения в двух точках к току, проходящему через эти точки, является постоянным. Эта константа известна как сопротивление между этими двумя точками. Сопротивление измеряется в Ом.

Импеданс

Есть два типа устройств, классифицируемых в зависимости от их импедансной характеристики. Эти два типа – активные компоненты и пассивные компоненты. Активные компоненты изменяют свое сопротивление в зависимости от входного напряжения или тока. Пассивный компонент имеет фиксированное сопротивление. Такие компоненты, как конденсаторы и катушки индуктивности, являются активными компонентами. Резистор – это пассивный компонент. Активные компоненты обладают еще одним свойством изменения фазы входящего сигнала. Если разность фаз входящего напряжения и тока равна нулю, выход через конденсатор или катушку индуктивности приведет к тому, что ток будет либо отставать, либо опережать напряжение. Однако следует отметить, что если эти устройства идеальны, сопротивление будет нулевым. Часть импеданса не возникает по тем же причинам, что и сопротивление. Представьте себе катушку индуктивности. Когда ток начинает проходить через магнитное поле, создается. Само магнитное поле пытается минимизировать приращение тока, создавая таким образом импеданс. Однако не все компоненты идеальны на практике; каждый компонент имеет значение импеданса, которое не является чисто резистивным. Схема с комбинацией катушек индуктивности (L), конденсаторов (C) и резисторов (R) называется схемой LCR. Комбинации с максимальным импедансом (на графике зависимости импеданса от входной частоты) представляют собой частотно-срезающие фильтры, а схему с минимальным импедансом можно использовать как схему тюнера или пропускающий фильтр по частоте.

В чем разница между импедансом и сопротивлением?

• Сопротивление – это особый случай импеданса.

• Сопротивление компонента не зависит от частоты или фазы входного сигнала, а сопротивление зависит.

• Принято соглашение измерять чистое значение сопротивления и мнимое значение сопротивления параллельно друг другу; комплексная алгебра используется для решения импеданса.

• Удельное сопротивление не может изменить фазу сигнала, но индукция может его изменить.

В чем разница между сопротивлением и импедансом

Термин “impedance” не употребляют как синоним термина “сопротивление”. Это разные понятия. То сопротивление устройства, которое указано в технической документации, это активное сопротивление (или резистивное). В то время как импеданс – это совокупность активного и реактивного сопротивления (также называют полным).

Производители, как правило, не указывают значение этого показателя в документации. Полное сопротивление приходится измерять отдельно.

На что влияет сопротивление наушников

Величина полного сопротивления отражается прежде всего на чувствительности наушников. Пользователи считают, что чувствительность равняется громкости. Если речь идёт о колонках к ПК, то такой подход оправдан, потому что сопротивление составляет либо 4, либо 8 Ом. Соответственно указывают мощность усилителя, и видна взаимосвязь между этими показателями.

Специалисты показатель импеданса приводят к мощности, при этом учитываются одновременно напряжение и сила тока. Чем ниже сопротивление, тем выше чувствительность наушников. И наоборот – высокое сопротивление означает низкую чувствительность. Этот показатель влияет и на расход электротока. Но это – в теории. Потребитель должен понять, какая чувствительность устройства нужна, и как на нее влияет сопротивление.

Здесь нужно запомнить следующее:

  1. Импеданс влияет не на громкость, а на чувствительность, а также на максимальное время работы аккумулятора смартфона, планшета или плеера. При подключении к домашнему кинотеатру или компьютеру о продолжительности автономной работы речь не идет.
  2. Чувствительность отражает разницу в уровнях громкости при изменении параметров входящего сигнала.
  3. Чем выше чувствительность – тем громче звучание устройства. Это касается и микрофонов, и динамиков, и сабвуферов.
  4. Не каждый производитель показывает конкретное значение чувствительности. Но солидные фирмы указывают его либо без единиц измерения, либо в виде соотношения частоты и мощности.
  5. Когда потребитель меняет громкость на усилителе или источнике звука, он не меняет мощность, но корректирует уровень выходного напряжения.
  6. Уровень импеданса также влияет на качество звука, поскольку может убрать искажение. Это касается и автозвука, и смартфона, и других источников.
  7. Сопротивление наушников влияет на амплитудно-частотные характеристики модели. Если оно увеличивается, то уменьшаются волновые искажения, и можно добиться равномерных характеристик.

Как влияет сопротивление на качество звучания

В целом влияние импеданса соответствует описанным правилам. Но есть и определенные оговорки, которые следует учесть.

Хотя импеданс влияет на время автономной игры, это – не единственный фактор, снижающий уровень заряда. Качество зависит от того, на какой громкости пользователь слушает музыку, и какая мощность требуется для поддержания работы в таком режиме. Кроме того, нужно учитывать качество самих наушников. Чем лучше сделана звукоизоляция, тем меньше громкости требуется. Поэтому даже с высоким показателем импеданса, но при использовании моделей закрытого типа, смартфон или плеер будет работать дольше.

Можно сделать выводы о том, что:

  1. У однодрайверных наушников арматурного типа показатель среднего сопротивления выше, чем у других разновидностей. С ними время автономной работы будет больше.
  2. Многодрайверные наушники выпускают с меньшим сопротивлением. С ними смартфон чаще нуждается в подзарядке.

Сопротивление влияет на наличие или отсутствие искажения. Но роль играют и характеристики усилителя. Если он не может обеспечить номинальные показатели тока, или емкость фильтра не соответствует требованиям, искажения всё равно появятся, независимо от того, каковы показатели сопротивления и чувствительности наушников.

Опытные люди по акустике утверждают, что небольшие искажения неизбежны. Внутреннее ухо человека устроено так, что само по себе становится источником искажений. Например, звук струнных инструментов человек всегда слышит с определенными искажениями.

Диапазон слухового нерва составляет около 60 дБ. Так что большинство внешних искажений пользователь и так не сможет расслышать. Помешать могут линейные искажения, образующиеся из-за изменения амплитуды. И вот тут импеданс помогает их сгладить.

Какой импеданс в разных видах наушников?

Эти устройства делятся на два типа – полноразмерные и внутриканальные (маленькие наушники, в быту их называют «затычками» или вкладышами). Внутри каждой группы – есть дополнительное деление. Полноразмерные наушники делятся на низкоомные (импеданс составляет до 100 Ом) и высокоомные (импеданс выше 100 Ом).

Внутриканальные гаджеты тоже делятся на низко- и высокоомные, только цифры будут другие – до 32 Ом (выпускают стандартные варианты с показателями 16 и 24 Ом) и больше 32 Ом соответственно.

Значение импеданса производители обычно указывают в усредненном виде. Но для внутриканальных моделей оно обычно соответствует реальности. А для динамических полноразмерных гаджетов возможна большая разница, поскольку значение зависит от положения в пространстве, и для одного и того же устройства могут быть характерны подъёмы сопротивления в диапазоне 32-64 Ом. Многое зависит от конкретного изделия, его конструкции, особенностей корпуса и т.д.

Но это не означает, что обязательно нужно искать полноразмерные динамические наушники с прямой линией импеданса. Часто для достижения такого показателя производитель снижает другие характеристики. В моделях топ-класса могут встречаться устройства с большими отклонениями значений импеданса. Нужно учесть это при покупке и подбирать модель так, чтобы она соответствовала сопротивлению усилителя.

Беспроводные наушники также могут быть полноразмерными и внутриканальными. Требуемый уровень сопротивления отвечает приведенным правилам.

Бывают также гибридные наушники, оснащенные динамическими и арматурными драйверами. Они тоже могут быть низко- и высокоомными, но для них характерны значительные скачки сопротивления на средних и высоких частотах, поэтому выбирать их сложнее.

Какие наушники взять – с сопротивлением 16 или 32?

Сегодня мало кто из пользователей обходится без прослушивания музыки со смартфонов, персональных компьютеров или MP3 плееров.

Многие из нас, чтобы не раздражать громкой музыкой окружающих, для прослушивания используют наушники разных типов. Данные приспособления разнятся не только внешне и конструктивно, но также имеют разное сопротивление (импеданс).

Существуют наушники, у которых сопротивление 16 Ом, но также есть модели 32-х омные, и даже 64-х омные. В данном обзоре мы рассмотрим 16-ти и 32-х омные наушники, и попытаемся узнать, какие из них лучше. Но для начала узнаем, какие бывают типы наушников.

Разновидности наушников

Современные наушники можно разделить на несколько видов. А именно:

  • Накладные наушники;
  • Наушники-вкладыши (капельки);
  • Вакуумные наушники;
  • Беспроводные.

Накладные

Наушники данного типа сегодня всё ещё востребованы, так как из всех типов они имеют более качественное звучание. Всё это благодаря внутренним динамическим головкам, которые всё так же традиционно используется в данном типе наушников. Есть ещё изодинамические модели накладных наушников, но они большого распространения не получили.

Вкладыши

Данный вид наушников можно назвать самым распространённым, так как они были первыми на рынке миниатюрных головных телефонов. У этих наушников также неплохое звучание, они имеют малый вес и очень удобны в использовании. Их принцип работы такой же, как у обычных динамических головок (динамиков). Данные наушники могут воспроизводить достаточно широкий диапазон звуковых частот, но их звучание всё же не может сравниться со звучанием накладных наушников.

Вакуумные наушники

Данный вид наушников очень похож на вкладыши, но вакуумники именно вставляются в звуковой канал уха. Данный принцип использования обеспечивает более глубокие низкие частоты, более акцентированное звучание, так как посторонние звуки внешней среды не попадают в полость, которая находится между наушниками и барабанной перепонкой.

Беспроводные наушники

Данный вид набирает все большую популярность, так как беспроводные наушники очень удобны в использовании, имеют очень качественное звучание и внушительное время автономной работы. Беспроводные наушники также имеют очень широкий диапазон воспроизводимых частот, который максимально приближен к возможностям восприятия человеческого уха. Звук данного типа наушников очень прозрачный, высокие частоты – рассыпчатые, бас – очень глубокий и обволакивающий.

Чувствительность

Прежде всего, эта характеристика, указывающая, как изменится уровень звукового давления (громкости) при изменении входного сигнала на определённую величину.

Чем выше характеристика чувствительности – тем наушники громче звучат. Однако слишком большая чувствительность добавит к музыке собственные шумы усилителя и электрические наводки различной природы.

Понять степень влияния сопротивления на чувствительность немного сложнее – дело в том, что далеко не все производители ставят потребителя в известность о величине чувствительности, а она зависит от импеданса.

В лучшем случае, на коробке указана чувствительность вообще без единиц измерения, но иногда указывают дБ/мВт – в этих единицах соотношение на всех частотах будет одинаково.

Изменяя громкость регулировками на телефоне или усилителе, Вы не изменяете мощность, а только уровень выходного напряжения. Чтобы вообще иметь возможность оперировать словом «мощность» – нужен потребитель.

8 лучших наушников Sony

В подтверждение этих слов, поставьте мысленный эксперимент – поверните регулировку звука на максимум в усилителе с подключенной акустикой. Увеличилась мощность? Отлично.

А теперь отключите провода колонок и крутите регулировки – как меняется мощность? Никак.

Сопротивление цепи потребителя стремится к бесконечности. Ток не протекает. Мощности нет. Поэтому, подключая на выход УЗЧ наушники с разным сопротивлением, Вы гарантировано получите несовпадающие величины мощности усилителя.

Это говорит о том, что 16-Ом наушники с чувствительностью 97 dB/мВт, обязанные выдавать на каждый потраченный мВт 97 dB звука, и такой же 32-Ом аксессуар с аналогичной чувствительностью, при подключении к одному источнику совершено точно будут работать с разным фактическим уровнем громкости, выдавая разную мощность.

Таким образом, 32-Омные наушники звучат заметно тише, ведь чтобы обеспечить одинаковый ток при разном сопротивлении нужно приложить разное напряжение, а его на выходе УЗЧ может и не хватить.

Разновидности аппаратуры в зависимости от значений сопротивления

На рынке мультимедийной аппаратуры производители предлагают широкий ассортимент различных устройств с различными техническими характеристиками: чувствительность, impedance, частотный диапазон. Исходя из того, какое наушники дают сопротивление, различают две разновидности аппаратуры: высокоомные и низкоомные приборы. Для полноразмерных и внутриканальных гарнитур параметры границ разделения различные.

  1. Низкоомная гарнитура – устройства, импеданс которых для внутриканальных приборов не больше 32 Ом, для полноразмерных – не больше 100 Ом.
  2. Высокоомные приборы – impedance которых для внутриканальных устройств более 32 Ом. Для полноразмерных значение должно быть более 100 Ом.

Какое лучше выбрать?

Показатель импеданса наушников зависит от того, в сочетании с каким оборудованием будут работать эти акустические девайсы. Например, для обычных стационарных устройств подходят аудиоаксессуары с рекомендуемым сопротивлением в 120-150 Ом. А для телефона, планшета и плеера подойдут значения намного меньше, всего 16-40 Ом.

Для компьютера, музыкальной системы нужны полноразмерные высокоомные наушники с сопротивлением до 120 Ом. Это приборы с выходным напряжением больше 4 В. Такое большое значение могут выдавать только стационарные аппараты, подключенные к электросети. Поэтому для связки с ними следует подбирать аксессуары с соответствующим импедансом.

При высоком выходном напряжении (больше 200 мВ) лучше подобрать «уши» с низкой чувствительностью, с уровнем сопротивления от 32 Ом. Они меньше тратят электроэнергию. Для успешного функционирования высокоомных аудиоаксессуаров требуется специальный усилитель звука.

В устройствах небольших размеров выходное напряжение в основном не превышает 1 В, поэтому и импеданс в наушниках не должен быть высоким. В противном случае звук станет тише. По такому же принципу можно определить, какой импеданс нужен для смартфона. Согласовать аудиоаксессуары с источником может помочь правило 1/8. Оно предполагает, что уровень сопротивления источника на выходе должен быть в 8 раз меньше импеданса в наушниках. Например 2 Ом к 16 Ом.

Но если нет возможности рассчитать, следует запомнить следующее.

  • Низкоомные «уши» дают большую громкость, но снижают время автономной работы устройства. Они подходят для портативных устройств.
  • Высокоомные гаджеты будут звучать тише, но более экономно расходовать батарею. Их лучше использовать в сочетании со стационарным оборудованием.

Здесь стоит решить для себя, что в приоритете – желание наслаждаться звуком на большой громкости или экономно расходовать заряд. Для выбора подходящих наушников нужно учитывать наивысший уровень напряжения, от которого зависит выходная мощность устройства (закон Ома). То есть при увеличении громкости напряжение на выходе будет расти, и ток будет расходоваться в зависимости от сопротивления нагрузки. Согласно этой формуле можно сделать расчет. Чтобы узнать, какой импеданс требуется для устройства, можно попробовать найти оптимальный показатель вслепую. Нужно просто послушать звучание на средних параметрах и подвинуть значения Ом в нужную сторону.

Импеданс у разных типов головных телефонов

Полное сопротивление — это переменная величина, вариативность которой можно представить только после измерения ее во всем рабочем диапазоне частот, воспроизводимых наушниками. При этом характер этих изменений для разных типов головных телефонов будет различным, и определяется он конструкцией преобразователя электрических сигналов в механические колебания.

Преобразователи звука для наушников

В головных телефонах в основном используется 4 вида преобразователей звука:

  • динамические;
  • электростатические;
  • орто- и изодинамические;
  • арматурные.

Их характерные черты сведены с нижеприведенную таблицу.

Измерение импеданса головных телефонов

Импеданс любых пассивных наушников, не имеющих в своем составе электроники с собственным питанием, изменяется в зависимости от частоты. Измерить его величину при помощи обычного мультиметра, предназначенного для определения сопротивления, практически невозможно. Также имеет место такая зависимость — чем больше значение реактивной составляющей импеданса, тем меньшая точность будет у результатов.

Важно! Значение активного сопротивления, которое измерялось на постоянном токе, всегда будет меньше импеданса, определенного с помощью переменного тока. А измерение полного сопротивления при помощи переменного тока дает его значение только для одной из частот

Поэтому измерение импеданса необходимо осуществлять в полном диапазоне воспроизводимых наушниками частот с составлением реального графика его изменения от частоты. Проводят такие измерения с помощью специальной системы тестирования звука типа Prism_Sound_dSkope, способной одновременно регистрировать взаимные изменения тока и напряжения по всему диапазону рабочих частот.

Типовые графики импеданса головных телефонов и их взаимодействие с усилителями

Специалисты отмечают, что существует всего три типовых графика полного сопротивления усилителей звука. Все они представлены на рисунках ниже.

  1. График полного сопротивления — выходного нулевого.
  2. График полного сопротивления — выходного постоянного.
  3. График сопротивления – нулевого: в зоне высоких и средних частот и увеличивающееся в зоне низких частот.

Как изменяется амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) конкретных головных телефонов в зависимости от согласования их импеданса с выходным сопротивлением разных типов усилителей звука, можно увидеть на приведенных ниже графиках:

Типовые графики с сопротивлением конкретных наушников

Существуют графики изменения импеданса в зависимости от типа конкретных головных телефонов и используемых в них преобразователей. Для наглядности они будут приведены ниже.

  1. Внутриканальные динамические головные телефоны. Любые наушники этого типа имеют ровную линию импеданса во всем диапазоне рабочих частот (20-20000 Гц).
  2. Полноразмерные динамические головные телефоны. Наушникам этого типа свойственен неравномерный характер кривой импеданса и в зоне низких, и в зоне высоких частот. Причинами ее отклонений служит резонанс и/или особенности конструкции собранного излучателя и корпусных деталей, в которых он спрятан. Кроме того, возможно изменение полученных результатов даже от того, где находятся головные телефоны — на голове специально изготовленного манекена или просто на столе.
  3. Изодинамические (ортодинамические) наушники. Этот вид головных телефонов отличается ровной линией импеданса, которая возможна благодаря тому, что их излучатели представляют собой идеальную нагрузку для усилителей звука. Однако в некоторых случаях возможно резкое уменьшение сопротивления в диапазоне ультравысоких частот, что иногда может вызвать существенные искажения при прослушивании фонограмм.
  4. Внутриканальные арматурные головные телефоны. Отличительной чертой внутриканальных однодрайверных арматурных наушников является непредсказуемое изменение кривой импеданса на различных частотах. Характерно, что ее подъем начинается от 500-600 Гц. Кроме того, практически во всех случаях присутствует подъем на средних (1000-3000 Гц) и высоких частотах звукового диапазона. Поэтому высокие частоты в этих головных телефонах воспроизводятся с минимальными искажениями.
  5. Гибридные и многодрайверные наушники. В данной разновидности головных телефонов предсказать поведение кривой импеданса невозможно. Начиная от 500 Гц, она непредсказуемо изменяется, причем величина сопротивления может просесть до значения в 4 Ом. И это при указанных в сопроводительной документации 100 Ом на частоте 1 кГц.

Лучшие полноразмерные проводные наушники

От качества звуковой аппаратуры зависит то, насколько приятным станет прослушивание музыки. Полноразмерные наушники качественно воспроизводят все частоты, а также имеют отличную шумоизоляцию. В рейтинге представлены 5 моделей, которые являются лучшими по мнению покупателей.

Sennheiser HD 280 Pro

Модель от известного немецкого бренда. Отличается высоким уровнем шумоподавления благодаря плотному прилеганию амбушюр.

За счет поддержки частот от 0,008 Гц до 25 кГц и чувствительности 102 дБ воспроизводят естественные звуки без искажений на любой громкости.

За счет формата 2.0 можно случать треки высокого качества с хорошей акустикой.

На корпусе есть 2 штекера диаметром 3,5 мм и 6,3 мм. Модель подходит для профессионального использования.

Комплектуется 3-метровым проводом и весит всего 220 г.

Характеристики:

  • частоты — 8-25000 Гц
  • чувствительность — 102 дБ;
  • импеданс — 64 Ом;
  • длина кабеля — 1 м, 3 м;
  • вес — 220 г.

Плюсы

  • отличная звукоизоляция;
  • комфортно сидят на голове;
  • хорошие частотные характеристики;
  • длинный провод.

Минусы

  • сильно греют голову;
  • не складываются.

Sony MDR-XB950AP

Динамические наушники с поддержкой частот от 3 Гц до 28 кГц. Оснащены универсальным разъемом диаметром 3,5 мм, поэтому их можно подключать к ПК и любым смартфонам.

За счет чувствительности 106 дБ и сопротивления 40 Ом устройство воспроизводит качественный звук независимо от музкального направления.

Модель снабжена встроенным микрофоном на проводе.

Там же находится кнопка регулирования громкости и ответа на вызов.

Характеристики:

  • частоты — 3-28000 Гц;
  • чувствительность — 106 дБ;
  • импеданс — 40 Ом;
  • длина кабеля — 1.2 м;
  • вес — 245 г.

Плюсы

  • мощные басы;
  • громкий звук;
  • комфортная посадка;
  • качественная сборка.

Минусы

  • не хватает эквалайзера;
  • шнур короткий и его нельзя отсоединить.

Koss UR20

Качественная стереогарнитура для тех, кто хочет наслаждаться музыкой разных направлений. Отличное воспроизведение звука обусловлено поддержкой широкого диапазона частот от 30 Гц до 20 кГц, чувствительностью 97 дБ и сопротивлением 32 Ом.

За счет закрытой конфигурации устройства можно быть уверенным в том, что внешние звуки не отвлекут от прослушивания музыки.

Модель снабжена универсальным разъемом 3,5 мм и дополнительным портом на 6,5 мм.

За счет длинного шнура обеспечивается свобода передвижений.

Характеристики:

  • частоты — 30-20000 Гц;
  • чувствительность — 97 дБ;
  • импеданс — 32 Ом;
  • длина кабеля — 2.4 м.

Плюсы

  • невысокая цена;
  • комфортная посадка;
  • сбалансированный звук;
  • прочный провод.

Минусы

  • уши потеют, особенно летом;
  • довольно массивные.

Audio-Technica ATH-M50x

Динамическая стереогарнитура закрытого типа, способная воспроизводить звук на частотах от 15 Гц до 28 кГц.

В сочетании с чувствительностью 99 дБ и импедансом 38 Ом это обеспечивает объемное и чистое звучание.

Устройство весит всего 285 г, а диаметр мембраны составляет 45 мм.

Снабжено стандартным мини-джек 3.5 мм и комплектуется переходником на 6,3 мм.

За счет широкого и мягкого оголовья наушники не вызывают дискомфорт при долгом использовании. В набор входит 2 прямых и 1 витой провод.

Характеристики:

  • частоты — 15-28000 Гц;
  • чувствительность — 99 дБ;
  • импеданс — 38 Ом;
  • длина кабеля — 3 м;
  • вес — 285 г.

Плюсы

  • хорошая посадка;
  • сбалансированный звук;
  • отличные басы;
  • хорошая комплектация;
  • качественная сборка.

Минусы

  • слишком четкие высокие частоты;
  • не подходит для смартфонов со слабым аудио.

Sennheiser HD 559

Эти наушники позволяют наслаждаться качеством звука при прослушивании треков и просмотре видео.

Это обусловлено воспроизведением звука в диапазоне от 14 Гц до 26 кГц, чувствительности 108 дБ и импедансу 50 Ом.

Модель комплектуется 3-метровым проводом и мягкими амбушюрами, за счет которых уши не сдавливаются.

Наушники подходят для совместного использования с профессиональным аудиооборудованием.

Характеристики:

  • частоты — 14-26000 Гц;
  • чувствительность — 108 дБ;
  • импеданс — 50 Ом;
  • длина кабеля — 3 м;
  • вес — 285 г.

Плюсы

  • объемное и чистое звучание;
  • насыщенный бас;
  • мягкие амбушюры и оголовье;
  • длинный провод.

Минусы

  • в комплекте не идет переходник на 6.3 mm;
  • тугая дужка.

Не совсем яблочко от яблоньки

Лучший способ понять, что же такое полное электрическое сопротивление – это сравнить его с чем-то уже вам известным, скажем – «простым» сопротивлением. Так мы сможем дать исчерпывающее определение полного электрического сопротивления одной фразой:

Вот и всё. Сейчас вы можете остановиться и записать еще одно слово в ваш словарь инженера-электрика. Просто и понятно: полное электрическое сопротивление – вид сопротивления, которое зависит от рабочей частоты электрической цепи. Но, разумеется, это еще не всё.

Резисторы выполняют в цепи постоянного тока чрезвычайно простую работу. Они оказывают сопротивление току, протекающему через какой-либо металл, например медь. Вы добавляете резистор на 220 кОм в цепь постоянного тока, и получаете определенное уменьшение тока, который втекает в резистор с одной стороны, и вытекает из него с другой стороны. Резисторы, подобно другим чисто омическим компонентам электрической цепи, не думают о том, какую же частоту выдает источник тока. Они просто делают то, что должны делать – оказывают некое постоянное сопротивление току.

Но что произойдет, если вы начнете работать с электроникой с питанием от источника переменного тока? Источник переменного тока не просто дает 5 В для питания вашей схемы. Кроме нового источника тока вы получили новые переменные, с которыми необходимо считаться. Например, сюда входит заранее известная частота переменного тока в сети питания. В Соединенных Штатах Америки частота тока в электрической сети составляет 60 колебаний в секунду (60 Гц). За океаном, в Европе, частота тока в сети 50 Гц.

В отличие от постоянного тока (DC), график которого представляет собой

прямую линию, переменный ток (АС) колеблется с определенной частотой.

В итоге получается следующее: в электронных устройствах, использующих переменный ток, необходимы не только активные компоненты, такие как резисторы, задачей которых является оказание сопротивления электрическому току, также нужны компоненты, которые могут реагировать на изменения тока и частоты, например конденсаторы и катушки индуктивности. В противном случае электрическая схема не будет работать так, как задумывалось. Зная все это уже можно посчитать полное сопротивление, которое является старшим братом активного сопротивления. Полное электрическое сопротивление включает в себя и активное, и реактивное сопротивления. Это можно записать в виде выражения:

Формула сопротивления

Для записи этого явления в физике была выбрана латинская R, как сокращение от англ. resistance. Например, если сопротивление выбранного проводника составит 4 Ом, то в задаче это будет записано как R (или r) = 4 Ом.

Обычно значение в омах очень маленькое, поэтому на практике используют те проводники, которые имеют более высокое сопротивление, например мегаом — единица, равная миллиону Ом.

Для понимания общей формулы важно знать:

  • При увеличении напряжения растет сила тока, эти величины имеют пропорциональную зависимость, т.е. I~U;
  • При увеличении сопротивления происходит уменьшение силы тока, эти величины в обратной зависимости: I~1/R.

Формула, которую вывел Георг Ом, принята в следующем виде:

Формула сопротивления

в которой:

  • R — сопротивление (Ом);
  • U — напряжение (В);
  • I — сила тока (А)

Все величины в данной формуле взаимосвязаны друг с другом и оказывают взаимное влияние.

Удельное сопротивление

Для характеристики сопротивления, присущего разным материалам, в электротехнике давно используют термин удельное сопротивление. Формула расчета учитывает различные свойства материала в токопроводящей среде, например длину и поперечное сечение.

Формула, которую вывели ученые, выглядит как:

Формула удельного сопротивления

где:

  • R — сопротивление проводника, (Ом);
  • l — длина проводника, (м);
  • S — площадь поперечного сечения проводника, (мм2</sup>);
  • ρ — удельное сопротивление проводника, (Ом·м).

Чтобы вычислить R для любого произвольного вещества, нужно понимать, что оно будет равняться сопротивлению участка цепи, который выполнен из выбранного вещества и имеет длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м2</sup>;.

В вычислениях также применяют и старую внесистемную единицу Ом·мм2/м, которая равна 10−6 от 1 Ом·м.

У металлов удельное сопротивление невысокое, а у изоляторов большое. Для обеспечения большей теплоты для обогревателей, например, используют только проводники с большим удельным сопротивлением, такие как нихром: в этой ситуации электричество протекает медленнее, тепловое движение частиц ускоряется, благодаря чему проводник нагревается. Например, алюминий имеет низкое сопротивление, из-за чего его используют для передачи электроэнергии.

В таблице приведены значения, используемые в определении удельного сопротивления, для некоторых веществ при температуре 20 °С:

Проводникρ, Ом·мм2/мρ, Ом·м
Серебро0,0161,6 * 10-8
Свинец0,2082,08 * 10-7
Ртуть0,969,6 * 10-7
Медь0,01721,72 * 10-8
Угольные щетки404,0 * 10-5

Для некоторых изоляторов таблица будет выглядеть следующим образом:

Изоляторыρ, (ом·см)
Дерево сухое1010
Алмаз1012
Кварц плавленый2 * 1014
Фарфор2 * 1015
Сургуч5 * 1015

Разнообразие беспроводных наушников

Беспроводная гарнитура дала возможность человеку сочетать одновременно несколько дел, ощущая свободу в движениях.

По способу подключения

По способу передачи звукового сигнала все беспроводные наушники делятся на 3 основные группы:

  • радиочастотные;
  • с инфракрасным датчиком;
  • с системой Bluetooth.

Радиосигнал соответствующей гарнитуры составляет 2,4 ГГц, а радиус действия – 100 м. Это наушники, полностью закрывающие ухо. Для связи они имеют небольшую антенну и используются зачастую для телевизоров, приставок и прочего. Но споры о том, насколько вредны такие наушники, не утихают до сих пор.

Объемным, точным и без резких деталей будет звук в ИК-гарнитуре. Система имеет базу с ИК-датчиком, от которой работают наушники. При этом радиус взаимодействия маленький — перемещаясь по комнатам, базу нужно переносить с собой.

Самой низкой по качеству считается система Bluetooth: она не точно передает звук, сильно разряжает батарею и имеет малый радиус действия. Но эта форма развивается и совершенствуется. Она позволяет уменьшить размеры девайса до минимума, сделать его незаметным и удобным в ношении. Подробнее о работе беспроводных моделей — в нашем материале.

По способу ношения

Беспроводные наушники представлены как в полномерной форме в виде накладок на дуге (накладные, мониторные), так и в малой – варианты внутриканальных моделей и вкладышей, которые имеют вид:

  • пуговок (вкладышей);
  • внутриканальных («затычек») – наиболее распространенная форма, для комфорта ношения дополняемая силиконовыми амбушюрами, которые фиксируют динамик внутри слухового канала;
  • капелек, представленных округлой формой с вытянутым «носиком» — они более комфортны, чем предыдущие модели, обеспечивают плотную фиксацию в ушной раковине и закрытый звук.

Для хорошей посадки и удержания каждого модуля во время ношения иногда их снабжают заушинами.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий