Egal, wie die entwickelten Lautsprecher aussehen, ob das Chips sind oder organische Lautsprecher. Um Schall zu erzeugen braucht man Energie.
Und um das zu verdeutlichen, mal ein kleines Beispiel:
Unser Ohr hat ein Trommelfell, wovon 55mm² Fläche für die Schallumwandlung relevant sind.
Um eine gefühlte Lautstärke von 100db bei 1 kHz zu erzeugen, benötigten wir eine Energie von ca. 10-6Joule.
Das ist extrem wenig. Wenn wir davon ausgehen, das es sich um einen Inohr-Schallerzeuger handelt, müssen wir nur ca. 1cm³ Luft beschleunigen.
Ein cm³ Luft wiegt nur 0,0012g.
Jetzt gehen wir mal davon aus, das eine Lok auf dem Gleis steht und das ist ca. 2m entfernt. Die Schallabstrahlung der Lok sei jetzt mal 90° in unsere Richtung.
Also haben wir einen Schallkegel von 90° und 2m Höhe. Da wo wir stehen hat der Kegel eine Durchmesser von 4m. Also ein Fläche von 12,56m².
Damit müssen wir nun anstelle 1cm³ Luft ca. 8m³ Luft beschleunigen und in Schwingung versetzen. (wenn es hinter uns plötzlich still sein soll, was ja nur rein theoretisch ist und so auch gar nicht geht, weil der Raum ja viel größer ist).
Ein m³ Luft wiegt 1,2 kg, also müssen wir 22kg Luft bewegen. Dazu brauchen wir viele mal mehr Energie, als direkt am Trommelfell.
Cool, oder?
Um es zu berechnen, gilt bei kugelförmiger Schallabstrahlung:
Lautstärkeunterschied ( in db) = 20*log(Abstand2/Abstand1), also 20*log*(0,01/2) = -46db.
Also das Geräusch wäre bei gleicher Leistung in 2m Entfernung um -46dB leiser als mit InOhr-Wandler.
Leider ist das jetzt in Dezibel, und viele können das nicht deuten, deswegen rechnen wir das mal um:
46dB = 39810 mal mehr Leistung. Das heißt, um in 2m Entfernung genau das gleiche Hörerlebnis zu haben, muss man so viel mehr Leistung aufwänden.
Das ist nur mal ein rein theoretisches Beispiel, um ganz grob zu erklären, was Akustik ist.
Also, um einen hohen Schalldruck am Ohr in einer Entfernung zu erzeugen, und das möglichst im ganzen Raum gleichmäßig, bedarf es einfach Energie. Und je tiefer die Frequenzen, umso größer ist die Wellenlänge einer Schwingung, um so grasser wird das.
Also, um richtigen Schall zu erzeugen braucht es auch richtige Schallwandler, die dem jeweiligen Anwendugsfall angepasst sind. Und so ein kleiner Halbleiter mag ja 100% linear sein, auch meinetwegen 99% Effizienz haben, aber wird niemals einen Raum beschallen. Zumindest kein einzelner. Als Fläche ist das was anderes. Aufgrund der absoluten Linearität und der dünnen Bauform könnte man so eine Art Schallfolie bauen, die man in die Oberfläche von Möbeln integriert. Aber dann hat man halt 10.000 von den Dingern verteilt über ein Möbelstück.
Aber so eine richtige, sandgefüllte, große Holzbox ist immer noch das Beste , nur leider passt die nicht in eine Lok, zumindest nicht in unsere Modellloks.
Da aber tiefer Schall vom menschlischen Gehör eh nicht geortet werden kann, sollte man die tiefen Geräusche einfach über einen Subwoofer abstrahlen und die hohen Geräusche kommen aus den Loks. Dann passt alles wieder
LG,
Ingolf
PS: Das oben ist zum Erklären für Akustik-Unbedarfte - Bitte jetzt keine Details von den Akkustik-Freaks, das überfordert nur die Allgemeinheit.