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In den Lautsprecherdaten ist nie ehrlich der "Wirkungsgrad in Prozent" angegeben,
sondern immer der Kennschalldruckpegel in dB pro 1W/1m.
Die Lautsprecherhersteller bezeichnen ihre in "dB/W/m" als Kennschalldruck
gemessenen Daten unrichtig mit "Wirkungsgrad" und stiften damit Verwirrung.
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Der Wirkungsgrad lässt sich jedoch in den Kennschalldruckpegel und zurück umrechnen:
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| Lautsprecherdaten | |||
| Wirkungsgrad | in Prozent | Kennschalldruckpegel | |
| 0,2 | 20 % | 105 dB | |
| 0,1 | 10 % | 102 dB | |
| 0,05 | 5 % | 99 dB | |
| 0,02 | 2 % | 95 dB | |
| 0,01 | 1 % | 92 dB | |
| 0,005 | 0,5 % | 89 dB | |
| 0,002 | 0,2 % | 85 dB | |
| 0,001 | 0,1 % | 82 dB | |
| 105 dB ist sehr leistungsstark und 82 dB ist sehr leistungsschwach |
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| Der Kennschalldruck bei einem Lautsprecher ist der mittlere Schalldruck zwischen 125 Hz (250 Hz) und 4 kHz (8 kHz) in einem definierten Abstand - beim Anlegen einer konstanten Spannung - gemessen in dB pro Watt und Meter. Meistens ist die Spannung dabei konstant 2,83 Volt, der Abstand 1 Meter, bei 8 Ohm Nennimpedanz. Zum Beispiel ist der Kennschalldruck eines guten 8-Ohm-Lautsprechers: 92 dB / 2,83 Volt / 1 Meter. Hierbei ist die Leistung P = U2 / R = 2,832 / 8 = 1 Watt. Bei einem 4-Ohm-Lautsprecher erzeugt das dann 2 Watt. Um auf den Vergleichswert von 1 Watt zu kommen, sind dann vom Kennschalldruck 3 dB abzuziehen. Es handelt sich also nicht um den Wirkungsgrad, wie er häufig unrichtig in den Datenblättern genannt wird, sondern eben um den Kennschalldruck. Den sehr geringen wirklichen Wirkungsgrad von Lautsprechern traut sich kein Hersteller anzugeben. Übliche Werte liegen nämlich für Hifi-Lautsprecher und Studiomonitore zwischen 0,2 % bis maximal etwa 2 % − das sind also Wirkungsgradwerte von 0,002 bis 0,02. Es gibt keinen Zusammenhang zwischen dem sogenannten Wirkungsgrad (Kennschalldruck, Empfindlichkeit) und der Klangqualität. In Verbindung mit der Maximalbelastbarkeit kann man von der Empfindlichkeit auf die Maximallautstärke schließen. Bisweilen wird auch die Bezeichnung Kennempfindlichkeit (Sensitivity) in dB/W/m verwendet. Woher kommen die 112 dB in der obigen Formel? Der 0-dB-Bezugspegel für Schall lautet 10−12 Watt. Ein akustisches Watt entspricht demnach 120 dBSPL. Die Norm-Messung der Lautsprecher erfolgt mit einer unendlichen Schallwand, also einer Abstrahlung in den Halbraum mit einem Messabstand r = 1 m. Der resultierende Faktor 2 · π · r2 (Oberfläche einer Halbkugel) entspricht −8 dB. Somit ergibt sich für einen Wirkungsgrad von 1 = 100 % ein Kennschalldruckpegel von 120 − 8 = 112 dB. Diese Berechnung gilt unter der Annahme, dass der Lautsprecher halbkugelförmig abstrahlt, also Abstrahlung in den Halbraum, entsprechend dem Raumwinkel = 2π sr (Steradiant). Ansonsten geht der Bündelungsgrad γ bzw. der Q-Faktor mit ein. |
Der Wirkungsgrad
ist allgemein das Verhältnis von abgegebener Leistung (Pab = Nutzleistung = Nutzen)
zu zugeführter Leistung (Pzu = Nennleistung = Aufwand).
Akustischer Wirkungsgrad η (eta) eines Lautsprechers: |
Auto-Freaks suchen dringend für ihre "Boxen", womit Lautsprecher gemeint sind:
Die großen Leistungsformeln
oder zeitgemäßer ausgedrückt "Die Mega Power-Formeln."
Zur hohen Lautstärke von Lautsprechern sollte man wissen:
Wieviel dB ist denn zweimal (doppelt, halb) oder dreimal so laut?
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Studio-Monitore haben einen geringen Wirkungsgrad um 1%, aber immer eine hohe wenig verfärbte Wiedergabequalität des Klangs. Wer Lautsprecher mit hohem Wirkungsgrad als Party-Boxen sucht, der sollte unbedingt auch an Leistungsanpassung und an Megaphone denken. Megaphone haben immer einen recht hohen Wirkungsgrad von mehr als 10 %, aber eben mit den unschönen klirrend verfärbten Verzerrungen. Das hat aber Durchsetzungskraft − also "Brüll" und klingt nach "Power".  Wenn man noch mehr Wirkungsgrad vom Brüllhorn erwartet, muss man an Sirenen  Extremer Schalldruck als "Sport": "dB Drag Racing" ist ein Wettbewerb bei dem ausgezeichnet wird, wer den lautesten Schall in seinem Fahrzeug mit einem Auto-Soundsystem erzeugt. Der Rekord liegt derzeit über 177 dB-SPL. Mit diesen Anlagen wird dabei nicht etwa übliche breitbandige Pop-Musik, wie Black Metal oder Gangsta Rap wiedergegeben, sondern eine einzelne (!) Tonfrequenz. Nur so kann ein extrem hoher Wirkungsgrad überhaupt erreicht werden; siehe Martinshorn. Der "Sensitivity-Wert" in dB sollte nicht mit der Angabe der "Maximallautstärke" verwechselt werden. Preiswerte Lautsprecher mit hohem Sensitivity-Wert klingen häufig schlechter als gleich teure mit niedrigerem Wert. Man muss also abwägen, ob man sein Geld eher in einen besseren Studio-Sound oder für große Party-Lautstärke investiert. Die Lautsprecherwerbung redet vollmundig immer von hohem Wirkungsgrad, traut sich aber nie einen wirklich handfesten Prozentwert dazu anzugeben. Es scheint einfach keine Lautsprecher mit niedrigem Wirkungsgrad zu geben. |
| Übliche Aufgabe: Zu berechnen ist der maximale Schalldruckpegel eines Lautsprechers in 1 m Abstand, wenn der Kennschalldruckpegel von 98 dB / 1 W / 1 m und eine Belastbarkeit von 300 Watt angegeben ist. Lösung: Bei 1 Watt hat man 98 dBSPL in 1 m Entfernung. Bei 300 W sind das 10 · log 300/1 = 24,77 dB mehr, also das sind 122,77 dBSPL. |
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Übrigens nimmt der Schalldruck nicht quadratisch mit der Entfernung von der Schallquelle ab - auch nicht in der Nähe von Subwoofern. Das ist ein Märchen. http://www.sengpielaudio.com/FalscheAbnahmeDesSchalldrucks.htm http://www.sengpielaudio.com/FalscheAbnahmeDesSchalldrucksMitEntfernung.pdf |
Manchmal ist der Wirkungsgrad anstatt in Prozent auch in dB angegeben.
| Gib einfach den Wert links oder rechts ein und benutze die TAB-Taste oder klicke mit der Maus an eine leere Stelle auf der Seite, um die Lösung zu bekommen. Der Rechner arbeitet in beiden Richtungen des ↔ Zeichens. Die Dämpfung in dB ist mit einem Minuszeichen einzugeben. |
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Schallpegel-Vergleichstabelle - Skala: Dezibel (dB)
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