Energiebalans van blaasinstrumenten

[jkien]

Als een trompet een luide toon produceert, bespeeld door een professionele muzikant, hoeveel watt is dan het inputvermogen, hoeveel watt is het outputvermogen, en wat is de orde van grootte van het rendement?
Bij het inputvermogen denk ik aan de overdruk in de mond in pascal maal het debiet in m³/s.

Of dezelfde vraag voor andere blaasinstrumenten die misschien een goed voorbeeld zijn, zoals de trombone en de vuvuzela

[Xilvo]

Een grove schatting:
* geblazen volume 4 liter = 0,004 m³
* hiermee wordt een toon 10 s aangehouden
* debiet 0,0004 m³/s
* drukverschil 0,1 bar = 1E4 Pa

Het geleverd vermogen wordt daarmee 4 W

Een symfonie-orkest produceert maximaal een akoestisch vermogen van 1 W, een rockconcert of kettingzaak 0,1 W
https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_power

Waarschijnlijk haalt een trompet die 0,1 W lang niet. Dan krijg je een rendement in de orde van procenten of minder...

[jkien]

De hyperphysics website bevat een lijstje met deze gegevens:

Code: Selecteer alles

bron          gemeten hoogste
              power output (watt)
groot orkest    67
trombone        6.4
trompet         0.31
Het hoogste akoestische rendement van orkestinstrumenten is ongeveer 1%

Die 6.4 watt geldt als de trombone fortissimo bespeeld wordt, vermoedelijk zijn druk en debiet dan allebei verhoogd. Ik denk dat die lijst van wikipedia geen piekvermogens geeft maar tijdsgemiddelden, wat past bij je schatting dat t=10 s.

[Xilvo]

Die 6.4 watt geldt als de trombone fortissimo bespeeld wordt, vermoedelijk zijn druk en debiet dan allebei verhoogd. Ik denk dat die lijst van wikipedia geen piekvermogens geeft maar tijdsgemiddelden, wat past bij je schatting dat t=10 s.

Het verschil tussen maximaal volume en gemiddeld volume is al gauw vele dB's, dan zit je snel op een factor van 10 of nog een stuk meer. Dus dat kan goed kloppen.

Die 10 s was mijn schatting van hoe lang een trompettist een toon kan aanhouden op één longinhoud.

[HansH]

Een symfonie-orkest produceert maximaal een akoestisch vermogen van 1 W, een rockconcert of kettingzaak 0,1 W
https://en.wikipedia.org/wiki/Sound_power

Ik vraag me af of in die tabel niet soms watt/m2 en watt door elkaar lopen. Een rock concert heeft al snel vermogens van een paar 100 kW en met een efficiency van hoornsystemen van zeker 10% kom je dan op kilowatts ipv 0.1 watt. efficiency van mechanische muziekinstrumenten is in het algemeen veel hoger dan van luidsprekers voor zover ik weet, maar een paar watt geluidsvermogen klopt wel denk ik.

[Xilvo]

Ik vraag me af of in die tabel niet soms watt/m2 en watt door elkaar lopen.

Dan zou een afstand gegeven moeten zijn, dat was niet het geval.

Bij dat "rock concert" stond wel tussen haakjes "1970s". Dan heb je het over iets in de orde van een kilowatt aan geïnstalleerd elektrisch vermogen voor een zeer luide band, met een stel Marshall stacks (luidsprekers met een rendement van een procent of 5). à 100 W per stack.
Voor een gemiddelde band in een gemiddelde concertzaal een heel stuk minder.

Overigens waren vaak enkele van die stacks een facade waar geen geluid uitkwam, puur voor de show.

Waarschijnlijk vermeld Wikipedia een gemiddeld vermogen, niet het maximale (haalbare) zoals hyperphysics.