Element Kõlari osa, mis muudab elektrivoolu helilaineteks, nimetatakse elemendiks. Reeglina kasutatakse elementides lahendust, kus magnetväljas asuv pool liigutab Ampere´i jõu tõttu membraani, mis tekitab helilaineid. Sellised elemendid erinevad suuruse poolest sõltuvalt sagedusest, mida nad on mõeldud esitama, kuid põhiosad on neil samad. Allolev joonis kirjeldab elemendi osi: Korv - (frame) Hoiab kogu elementi koos. Tavaliselt on kas pressitud plekist või valatud metallist. Odavamatel elementidel ka plastikust. Tihend - (gasket) Säilinud aegadest, kui element kinnitati kasti seestpoolt. Tänapäeval sellist varianti eriti ei kasutata ning tihend on rohkem ilu pärast. Odavamatel elementidel on see plastikust ning mingit tihendamisomadusi ei oma. Parematel elementidel on see kummist ja ulatub ka korvi tahapoole. Membraaniäär - (surround) ja tsentreerimisrõngas (spider). Moodustavad membraani amortisatsiooni - tagavad membraani ühesihilise liikumise ning määravad membraani jäikuse. Membraaniäär võib olla osa membraanist või eraldi riidest, vahtkummist või kummist. Tsentreerimisrõngas on enamasti riidest. Osadel elementidel (freeair) on suurema jäikuse tagamiseks kaks tsentreerimisrõngast. Membraan - (cone) on see, mis oma liikumisega paneb õhu võnkuma ja tekitabki häält. Tavaliselt on koonusekujuline kuid võib olla ka lame või kuppel. Võib olla riidest, metallist (kõrgsageduselementidel), papist, kevlarist või erinevatest plastikusulamitest. On tehtud ka puidust, süsinikkuist jne membraane. Tolmukuppel - (dust cap) Membraani keskel asuv kate, mis takistab prahi sattumist magnetipilusse. Tavaliselt samast materjalist, mis membraan. Osadel elementidel on tolmukuppel ja membraan ühes tükis. Mähisealus - (voice coil former) Membraani, tsentreerimisrõngast ja mähist ühendav torukujuline osa, mis kannab pooli liigutava jõu edasi membraanile. Tavaliselt Kaptonist, alumiiniumist või samast materjalist, mis membraangi. Mähis - (voice coil) on see, mis paneb membraani liikuma. Mähises liikuva voolu tõttu hakkab magneti magnetväli mõjutama mähist Ampere'i jõuga, mis liigutab mähist ja sellega ka membraani. Mähis võib olla ühe- või mitmekihiline. Materjaliks on vask või alumiinium. Mõnel mähised on kaks või enam väljavõtet jagades mähise võrdseteks osadeks (dual (quad) voice coil, DVC). See pakub rohkem ühendamisvõimalusi et saada võimendile sobivaim takistus. Eesmine plaat (front plate, top plate), Tagumine plaat (back plate) ja Keskmine post (center pole) - hoiavad rabedat magnetit koos, toimivad soojuskanduritena ning koondavad magnetvälja magnetipilusse. Eesmise plaadi ja keskmise posti vahel olevat pilu nimetetakse magnetipiluks. Osadel elementidel on tagumine plaat süvistatud (bumped back plate), mis võimaldab membraanil suurema amplituudiga liikuda. Magnetipilu - (magnetic gap) on eesmise plaadi ja keskmise posti vahel olev pilu, mille sees liigub pool. Osadel elementidel (enamasti tweetritel) on see parema jahutuse tagamiseks täidetud vedelkuga (ferrofluid). Magnetipilu võib olla kas pikem mähisest (underhung voice coil) või lühem mähisest (overhung voice coil). Kõrgsageduskõlaritel on tavaliselt mähis magnetipilust lühem. See tagab kõrge tundlikkuse kuid lühikese membraani käigu. Magnet - (magnet) on tavaliselt keraamilisest materjalist püsimagnet. Mõnedes elementides kasutatakse ka kallist neodüümmagnetit, mille magnetväli on palju tugevam ning see võimaldab magneti teha palju väiksema. Magneti ja mähise vahel tekib mähist läbiva voolu korral jõud, mis liigutab mähist ja selle küljes olevat membraani. Jahutuskanal (vent) - Mõnedel elementidel on keskmise posti sees ava(d) , mis vähendab membraani taga tekkivat rõhu muutust ning paneb membraani taga oleva õhu liikuma jahutades pooli. Enamasti on ava sees ka võre, mis takistab prahi sattumist pagnetipilusse. Juhe - (wire) - ühendab klemme ja pooli. On elemendi üks õrnemaid ja kuluvamaid osasid. Valmistatud väga pehmest ja painduvast vasksukast. Osadel elementidel on vastupidavuse mõttes juhe veetud mööda tsentreerimisrõngast. Klemm - (connection terminal) Koht, kuhu ühendatakse kõlarijuhtmed. Odavamatel lihtsalt klemm, kallimatel nikeldatud või kullatud kruvi või pistik, kuhu vahele saab juhtme panna. Miinusklemm on must või "-" märgiga, plussklemm on punane või "+" märgiga. Tavaliste klemmide puhul on eristamise mõttes miinusklemm peenem. Elemendi parameetrid. Erinevaid elemente uurides hakkab silma, et igal elemendil on terve hulk teda iseloomustavaid parameetreid (andmeid). Põhiliselt on toodud võimsus (kas siis RMS ja/või kasutu max võimsus), elemendi läbimõõt, tundlikkus, erinevate osade materjalid ning palju muid iseloomustusi. Kõige tähtsamad neist on Thiele-Small (T/S) parameetrid. Nende alusel saab arvutada elemendile sobiva kasti, vaadata, millisesse kasti element sobib, kui madalale element mängib, kas ta hakkab mängima valjusti üht sagedust või tervet sagedusriba jne. Kui elemendi T/S parameetreid antud pole, siis ei saa ka aimu, millise elemendiga tegu on ning pole millegi alusel talle korralikku kasti arvutada, sest ainult võimsusest ja läbimõõdust jääb väheks. Ilma T/S parameetriteta elemendi ostmine on nagu põrsa kotis ostmine. Alljärgnevalt seletan natuke, millised on need T/S parameetrid ning mida nad tähendavad, kuigi tingimata pole vaja nende tähendusse eriti süveneda - piisab vaid kui need vastavasse programmi sisestada ning lasta programmil soovitada parimat kasti sellele elemendile. Siiski, alati ei saa ka programm 100% parimat tulemust soovitada ning parima tulemuse saamiseks oleks hea teada, mida mingi parameeter näitab ja mis temaga teha. Tegemist on parameetritega, mille töötasid 70-date alguses välja A.N.Thiele ja Richard H. Small. Tänaseks on see saanud standardiks, mida kasutavad kõik kõlaritootjad. T/S parameetreid võib jagada kolmeks:   Mehhaanilised Parameetrid: Fs - Membraani resonantsisagedus vabas õhus. Ühik on [ 1Hz ]. Sellel sagedusel liigub membraan kõige suurema amplituudiga ning elemendi reaktiivtakistus on suurim. Fs sõltub membraani massist ning membraani amortisatsiooni (membraaniääre ja tsentreerimisrõnga) jäikusest. Ei oma otsest seost kasti häälestussagedusega ega sellega, kui madalale kõlar mängib. Qms - Elemendi mehaaniline hüvetegur ehk suhtarv, mis iseloomustab membraani amortisatsioonist (membraaniääre ning tsentreerimisrõnga) tulenenud resonantsi tugevust elemendi resonantsisagedusel Fs. Qms ja Qes põhjal arvutatakse elemendi üldine hüvetegur Qts. Vas - Õhu ruumala, mille elastsus normaalrõhul võrdub membraani mehaanilise elastsusega (Cms). Ühik on [ 1l, 1ft³ ]. Erinevalt levinud arvamusest ei näita see kasti mahtu. Vas on kõige ebastabiilsem parameeter, kuna ta on seotud õhu elastsusega aga õhu elastsus sõltub temperatuurist, õhurõhust, niiskusest jm. Vas = 140000000 * Cms * Sd². Cms - Membraani mehaaniline elastsus. Ühik on [ 1mm/N, 1m/N ] Näitab, kui palju liigub membraan, kui teda mõjutada jõuga 1N Xmax piires. Analoogne vedru jäikusega. Mms - Elemendi liikuvate osade mass pluss membraani poolt liigutatava õhu (Vd) mass. Ühik on [ 1g ]. Rms - Iseloomustab membraani mehhaaniliste kadude suurust. Ühik on [ 1kg/s, 1N*s/m]. Xmax - Membraani lineaarne liikumisamplituud. Liikumisamplituud muutub mittelineaarseks siis, kui mähis hakkab väljuma magnetipilu vahelt või kui membraani amortisatsiooni elastsus (Cms) hakkab suurest amplituudist tingituna muutuma. Seda piiri ületades hakkavad tekkima moonutused. Xmax-i mõõdetakse, nagu amplituudi ikka, keskasendist ääreni. Ühik on [ 1mm, 1in ]. Juhul, kui mähis väljub magneti vahelt enne, kui amortisatsiooni elastsus hakkab muutuma, saab Xmax-i arvutada valemiga: Xmax = (mähise kõrgus - magnetipilu kõrgus) / 2. Xmech - Mehaaniline membraani liikumisamplituud mõõdetuna keskasendist ääreni, mõnikord ka äärest ääreni (peak to peak). Ühik on [ 1mm, 1in ]. Mehaaniline piir on käes juhutdel, kui: Tsentreerimisrõngas puutub vastu magnetit. Mähis puutub magnetipilu põhja. Mähis väljub täielikult magnetipilust. Membraaniäär või tsentreerimisrõngas on täielikult väljasirutatud. Neist väikseim suurus ongi Xmeh. Membraani liikumisamplituudi viimine Xmeh-ini on väga ohtlik kuna elment võib puruneda. On hea ütlus, et membraan saavutab Xmeh-i vaid üks kord. See ei ole alati tõde, kuid ikkagi tasub olla ettevaatlik. Dia - Membraani läbimõõt mõõdetuna tavaliselt membraaniääre keskelt. Ühik on [ 1mm, 1cm ]. Sd - Membraani effektiivne pindala. Sd = 3.141 * Dia² / 4. Ühik on [ 1mm², 1cm² ]. Vd - Membraani poolt liigutatava õhu ruumala ehk membraani liikumisest Xmax -ni tekkinud kujuteldava silindri ruumala. Vd = Xmax * 2* Sd. Ühik on [ 1l, 1ft³ ] Elektrilised Parameetrid: Qes - Elemendi elektriline hüvetegur ehk suhtarv, mis iseloomustab mähise ja magneti vahelistest jõududest tulenenud resonantsi tugevust elemendi resonantsisagedusel Fs. Qms ja Qes põhjal arvutatakse elemendi üldine hüvetegur Qts. Re - (Revc, DCR) Mähise aktiivtakistus. Ühik on [ 1oom ]. See on mähise takistus alalisvoolu korral, mida saab mõõta oommeetriga. Re on peaaegu alati väiksem kui Z (elemendi reaktiivtakistus), mida kasutatakse tihedamini elemendi kirjeldamisel. Seega kui 4-oomist mähist mõõtes tuleb tulemus näiteks 3.6 oomi, siis on see normaalne. Le - Mähise induktiivsus. Ühik on [ 1mH ]. Kuna mähis on oma olemuselt pool, siis on tal ka reaalne induktiivsus, mille tulemusena elemendi reaktiivtakistus tõuseb kõrgematel sagedustel. Z - Mähise reaktiiv(nominaal)takistus. Ühik on [ 1oom ]. Mähise takistus vahelduvvoolu korral. Võimendi koormamise puhul vaadata just seda parameetrit, mitte Re-d. Zmax - (Rs) Mähise suurim takistus. Ühik on [1oom]. Mähise takistus on suurim elemendi resonantsisageduse korral (Fs). BL - Elemendi motoorne jõud. Ühik on [ 1N/A ]. Näitab, kui suure jõuga mõjutab magnetväli membraani 1A tugevuse voolu korral. Pe - Suurim võimsuse effektiivväärtus (RMS), mida mähis pidevalt talub. Ühik on [ 1W ]. See ongi see RMS võimsus. Igasugused muud võimsuse numbrid on mõttetud. Elemendi võimsustaluvus koosneb põhimõtteliselt kahest osast – mehaaniline ja elektriline. Mehaaniline võimsuspiir on käes juhul, kui elemendi membraani liikumisamplituud läheneb suure võimsuse tõttu Xmeh-ni. Selle piiri ületamine võib kaasa tuua juhtmete, tsentreerimisrõnga või membraaniääre rebenemise. Membraani liikumisamplituud sõltub peale võimsuse veel kastist ning heli sagedusest. Mida madalam sagedus ning suurem kast, seda rohkem element liigub. Valesti tehtud kastis ja/või liiga madala sageduse korral on elemendi mehaaniline võimsustaluvus väga madal. Freeair elementidel on väga suur mehaaniline võimsustaluvus. Elektriline võimsustaluvus näitab, kui suurele pidevale RMS võimsusele peab mähis vastu. RMS võimsus mõõdetakse puhta siinussignaali korral (tavaliselt 1kHz) ning seda signaali peab mähis lõpmatult pika aja jooksul taluma. Elemendi elektriline võimsustaluvus sõltub mähise suurusest ja ehitusest, magneti surusest ja ehitusest ning mähise jahutuse effektiivsusest. Üldiselt on elemendi mehaaniline ja elektriline võimsustaluvus soovituslikus kastis samas suurusjärgus, välja arvatud võistluselemendid, kus kast häälestatakse nii, et vastaval sagedusel ligub membraan minimaalselt ja signaali lastakse paar sekundit. See seletab asjaolu, mis võistlustel kasutatavate võimendite võimsus on palju suurem kui elementide oma. Firma poolt antud elemendi võimsuse paikapidavust on palju raksem kontrollida, kui võimendite oma. Kui on piisavalt parameetreid, siis saab arvutusprogrammiga membraani liikumisamplituudi järgi hinnata mehaanilist võimsustaluvust. Elektromehhaanilised Parameetrid: Qts - Suhtarv, mis iseloomustab resonantsi tugevust elemendi resonantsisagedusel Fs. Arvutatakse Qes ja Qms põhjal. Qts = (Qes * Qms) / (Qes + Qms). no - Elemendi effektiivsus. Ühik on [ 1% ]. no = 9.64 * 10^(-10) * Fs³ * Vas / Qes. Elemendi effektiivsus on üsna madal - tavaliselt vaid paar protsenti. 1-W SPL - Elemendi tundlikkus ehk elemendi poolt tekitatud helirõhk 1W puhul 1m kaugusel. Madalate sageduste korral elemendi tundlikkus langeb. Ühik on [ 1dB ]. 3dB suurema tundlikkusega element tahab sama helirõhu tekitamiseks saada 2x vähem võimsust! Samas ei tasu tootja kodulehel nähtud tunlikkust väga uskuda, sest need osutuvad tihti tegelikust suuremaks. Tegelikku tundlikkust saab arvutada valemiga: SPL = 112 + 10 * log( no ). Ehk siis SPL = 112 + 10 * log( 9.64 * 10^(-10) * Fs³ * Vas / Qes ). Kalkulaator asub siin. 2.8-V SPL - Elemendi tundlikkus ehk elemendi poolt tekitatud helirõhk 2.83V puhul 1m kaugusel. Ühik on [ 1dB ]. 2.83V pinge tekitab erineva takistusega (Z) elementides erineva võimsusega voolu. Seepärast erineb see parameeter ka 1-W SPL-st. Rohkem tasub jälgida 1W SPL-i. EBP - (EMP) Parameeter, mis on saadud jagades Fs Qes-ga. Saadud arv näitab lihtsustatult, kas element sobib rohkem kinnisesse kasti (kui EBP ~50) või inverterkasti (kui EBP ~100). Siiski ei tasuks seda puhta kullana võtta vaid uurida ka elemendi muid parameetreid. Küsimused - Probleemid: black.salupa@mail.ee