Comprensione Watt, Amplificatori, Impedenza, Potenza e Volume. Come sono legati?

L'impedenza degli altopralanti varia la potenza dell' amplificatore

L'impedenza dell'altoparlante modifica l'uscita di potenza dell'amplificatore. 

In effetti, la potenza del tuo amplificatore potrebbe essere quasi la metà o il doppio della sua capacità, a seconda dell'impedenza degli altoparlanti. Ma quanto dovrebbe interessarti?

L'impedenza è misurata in ohm. Il simbolo Omega (Ω) viene utilizzato per la stenografia.

Potenza di uscita dell'amplificatore

Diciamo che abbiamo un amplificatore. Le specifiche potrebbero indicare che la potenza di uscita è di 100 watt RMS a 8 ohm.

Si noti che la potenza in uscita (100 watt) è a un carico specificato (8 ohm). Questo ci sta dicendo che con un altoparlante da 8 ohm, la potenza massima in uscita sarà di 100 watt.

Un amplificatore ideale

Se il nostro amplificatore di esempio fosse un amplificatore ideale, allora possiamo anche calcolare¹ che:

  • Con un altoparlante da 4 ohm, la potenza massima in uscita sarà di 200 watt.
  • Con un altoparlante da 16 ohm, la potenza massima in uscita sarà di 50 watt.

Quanto sopra mostra che per un amplificatore ideale, il dimezzare l'impedenza raddoppia la potenza in uscita. Raddoppiando l'impedenza si dimezza la potenza in uscita.

Dimezzare l'impedenza dei diffusori raddoppia la potenza dell'amplificatore.

Raddoppiando l'impedenza dei diffusori si dimezza la potenza di uscita.

Un amplificatore ideale è un amplificatore teoricamente perfetto. Naturalmente, un tale amplificatore non esiste, ma sono utili per spiegare come l'impedenza dei diffusori modifica la potenza dell'amplificatore.

È possibile utilizzare la seguente calcolatrice per determinare la possibile potenza in uscita con diversi diffusori di impedenza. Digita semplicemente la potenza nominale del tuo amplificatore e l'impedenza specificata (ohm)        - Ad esempio, 80 watt @ 6 Ω.

¹ Tutti questi calcoli utilizzano formule elettriche standard di cui puoi leggere di più nell'articolo sulla legge di OHM

In sintesi, in un amplificatore ideale, la corrente dall'amplificatore dipenderà dall'impedenza dell'altoparlante (ohm). Minore è l'impedenza dei diffusori (in ohm), maggiore è la corrente che può essere assorbita dall'amplificatore, il che significa maggiore è la potenza.

Amplificatori del mondo reale

I calcoli di cui sopra funzionano bene per un amplificatore ideale e aiutano a mostrare come l'impedenza dei diffusori modifica la potenza dell'amplificatore.

In realtà, gli amplificatori non possono mantenere i livelli di uscita teorici come sopra calcolato. Questo perché l'alimentazione della maggior parte degli amplificatori non è in grado di mantenere la massima potenza quando si pilotano gli altoparlanti a bassa impedenza.

In un vero amplificatore, i principi di cui sopra sono ancora validi, ma i valori teorici non saranno raggiunti. L'uscita di potenza verrà aumentata con altoparlanti a impedenza inferiore, ma l'uscita di potenza massima non sarà raddoppiata quando l'impedenza viene dimezzata.

Come esempio di un amplificatore del mondo reale, diamo un'occhiata alle specifiche di un famoso amplificatore PA , il Crown XLS1000 .

Specifiche XLS1000: l'impedenza dei diffusori modifica la potenza dell'amplificatore

Ciò dimostra che per questo amplificatore, con entrambi i (doppi) canali utilizzati contemporaneamente, la massima potenza di uscita dell'amplificatore cambia al variare dell'impedenza dei diffusori:

  • Con un altoparlante da 8 ohm, la potenza massima in uscita sarà di 215 watt.
  • Con un altoparlante da 4 ohm, la potenza massima in uscita sarà di 350 watt.
  • Con un altoparlante da 2 ohm, la potenza massima in uscita sarà di 550 watt.

Questo esempio mostra che in un amplificatore del mondo reale, il principio di "impedenza dei diffusori cambia l'uscita di potenza dell'amplificatore" è vero, non tanto quanto in un amplificatore ideale.

Nota: questo amplificatore è progettato per funzionare con un'impedenza dei diffusori di soli 2 ohm. La maggior parte degli amplificatori HiFi sono progettati solo per funzionare con un'impedenza degli altoparlanti superiore a 4 ohm.

E allora?

Quindi cosa dovresti fare con questa meravigliosa conoscenza? Se gli altoparlanti da 4 ohm ti danno quasi il doppio della potenza degli altoparlanti da 8 ohm, dovresti usare solo altoparlanti da 4 ohm?

Risposta: Sì e No.

Gli altoparlanti da 4 ohm sono ampiamente utilizzati nell'industria audio per auto, poiché vogliono spremere ogni bit di potenza capace di una tensione fissa (~ 12-14 volt dalla batteria dell'auto). Inoltre progettano e costruiscono principalmente i loro amplificatori per far fronte a carichi di 4 ohm e spesso 2 ohm.

Tuttavia, potrebbe non essere saggio far funzionare l'amplificatore Hifi a 4 ohm. Il motivo è che può significare che stai eseguendo il tuo amplificatore al di là dei suoi limiti di progettazione. Quanto più economico è l'amplificatore, tanto più si è vicini ai limiti della potenza che l'alimentatore può far fronte. Meglio usare altoparlanti da 6 ohm o 8 ohm e lasciare che il tuo amplificatore li guidi comodamente senza raggiungere la piena capacità. È simile a un'auto: meglio non guidare costantemente con il motore a pieno regime. È interessante notare che la maggior parte degli altoparlanti Hifi sono 6Ω o 8Ω.

Un metodo comune per modificare l'impedenza dei diffusori consiste nell'aggiungere un altro diffusore, in serie o in parallelo con il diffusore esistente. Mentre questo cambierà la potenza di uscita dell'amplificatore, gli altoparlanti condivideranno quella potenza. Per ulteriori dettagli, vedere Come più altoparlanti condividono la potenza

La maggior parte degli amplificatori moderni, se sovraccaricati, si spengono o riducono l'uscita per proteggersi. Tuttavia, è saggio non fare affidamento su questo circuito di autoconservazione, meglio progettare il sistema in modo conservativo.

Tieni presente che tutto ciò sta descrivendo la massima potenza in uscita di un amplificatore. Se non tieni la manopla del volume al massimo tutto ciò è abbastanza irrilevante.

Ricorda inoltre che il doppio potere è solo circa il 23% più forte per le nostre orecchie. Per una migliore spiegazione di questa affermazione, vedere l'articolo su Raddoppiare la potenza non raddoppia il volume.

Se hai bisogno del massimo livello dai tuoi altoparlanti, presta attenzione alla sensibilità nelle specifiche. L'uso di un altoparlante con una sensibilità di 90 dB (1 W / 1 m) rispetto a un altro altoparlante valutato a 87 dB (1 W / 1 m) equivale a raddoppiare la potenza dell'amplificatore che guida l'altoparlante. Per maggiori dettagli su questo vedi l'articolo Comprensione della sensibilità degli altoparlanti .

Mentre l'impedenza dei diffusori modifica la potenza dell'amplificatore, non è una considerazione importante per la maggior parte degli utenti. Diventa rilevante solo quando si utilizza l'amplificatore a piena potenza, quindi è meglio non farlo funzionare troppo vicino ai suoi limiti di progettazione.

Non usare mai un altoparlante (o altoparlanti) al di sotto dell'impedenza minima per cui l'amplificatore è progettato. Se si avverte una distorsione, ciò indica che un grosso problema è proprio dietro l'angolo: abbassare il volume, eliminare la distorsione e considerare una riprogettazione del sistema.

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