¿Por qué los altavoces se fabrican en varios valores de impedancia?

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Conozco el concepto de adaptación de impedancia en aplicaciones de audio, pero hay algo que se me escapa. Primero, un fragmento de un sitio de cine en casa :

Los altavoces tienen impedancias de 8 ohmios, 6 ohmios o 4 ohmios (esos son valores "nominales" o aproximados, porque la impedancia de un altavoz cambia todo el tiempo con las diferentes frecuencias de música). Un altavoz de 4 ohmios extrae más corriente eléctrica a través de los transistores de salida de su receptor de AV, y dado que más corriente equivale a una mayor potencia, los altavoces de 4 ohmios tienden a tener un mayor rango dinámico y se reproducen más fácilmente que los altavoces de 8 ohmios.

Si un altavoz de baja impedancia generalmente tiene un mejor rango dinámico y puede alcanzar volúmenes más altos, ¿por qué todavía vemos altavoces de 6, 8 o incluso 16 ohmios? ¿No deberíamos estar "progresando" hacia altavoces más eficientes con menor impedancia? ¿Son los altavoces de mayor impedancia simplemente un producto de compatibilidad con versiones anteriores?

JYelton
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Costo. Un amplificador que puede entregar corriente a una carga de 4 ohmios debe entregar 4 veces la corriente en comparación con una carga de 16 ohmios. La diferencia entre el suministro de 2 amperios y 8 amperios es sustancial desde una perspectiva de diseño y costo.
Nate
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La afirmación de que 4 ohmios tienen un rango más dinámico es engañosa. Mire de cerca las suposiciones que hace. Luego, malinterpretas eso para relacionarlo de alguna manera con la eficiencia, que nunca se dijo y no es el caso.
Olin Lathrop

Respuestas:

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Utiliza diferentes altavoces en diferentes sistemas e incluso diferentes configuraciones en serie y en paralelo; Esa es una de las razones por las que hay diferentes valores de impedancia. Los altavoces de 8 ohmios son el estándar para el hogar, mientras que los de 4 ohmios se encuentran generalmente en los sistemas de audio del automóvil.

Si un altavoz de baja impedancia generalmente tiene un mejor rango dinámico y puede alcanzar volúmenes más altos, ¿por qué todavía vemos altavoces de 6, 8 o incluso 16 ohmios? ¿No deberíamos estar "progresando" hacia altavoces más eficientes con menor impedancia?

Si bien sí, el beneficio de los altavoces de 4 ohmios es que el aumento de corriente significa que tienen un rango dinámico más amplio, serán más duros en el amplificador (si el amplificador está hecho para 8 ohmios) y a volúmenes más altos tendrán un THD más grande ( total distorsión armónica .) Esencialmente, el voltaje de salida será inestable durante la aplicación de alta potencia, ya que el amplificador tendrá dificultades para suministrar suficiente corriente para impulsar la carga.

El uso de un altavoz de 4 ohmios en un amplificador doméstico genérico que está hecho para un altavoz de 8 ohmios consumirá el doble de potencia y puede hacer que el amplificador entre en modo de protección o incluso se sobrecaliente y se rompa.

¿Por qué seguimos viendo altavoces de 6, 8 o incluso 16 ohmios?

Se utilizan diferentes configuraciones en serie y en paralelo para cambiar la carga en un amplificador. Por ejemplo, puede tener dos altavoces de 4 ohmios en serie para que la carga sea de 8 ohmios. O (común en los sistemas de automóviles personalizados), puede tener dos altavoces de 4 ohmios conectados en paralelo para que la carga en el amplificador sea de solo 2 ohmios, duplicando así la corriente.

O, en este caso, cuatro altavoces de 8 ohmios están conectados en serie en paralelo, de modo que la impedancia total es de solo 8 ohmios.

4 altavoces de 8 ohmios en serie paralela

¿Son los altavoces de mayor impedancia simplemente un producto de compatibilidad con versiones anteriores?

No, tienen su lugar, desde permitir diferentes configuraciones de altavoces, o menos desgaste de los amplificadores hasta una mejor calidad de sonido.

El uso de altavoces con una impedancia superior al mínimo puede mejorar la calidad, ya que el amplificador generará un voltaje y una corriente más estables. Por lo tanto, el THD permanecerá más bajo a una impedancia más alta, mientras que la potencia máxima de salida del amplificador se reducirá debido a una mayor impedancia de carga.

Los altavoces tienen impedancias de 8 ohmios, 6 ohmios o 4 ohmios (esos son valores "nominales" o aproximados, porque la impedancia de un altavoz cambia todo el tiempo con las diferentes frecuencias de música

También se les conoce como valores de reposo, y si conecta un medidor de ohmios al altavoz, debería leer 4 u 8, etc. ohmios. Luego, si mueve suavemente el altavoz, la lectura cambiará. Si mide un altavoz y muestra un valor diferente al que se supone que debe tener, puede estar defectuoso o al menos ligeramente dañado.

Garrett Fogerlie
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¿Es exacto suponer que un altavoz de 4 ohmios podría funcionar tan alto como un altavoz de 8 ohmios a aproximadamente la mitad de la potencia?
JYelton
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@JYelton no porque el poder frente a los decibelios no están relacionados linealmente, lo que significa que la diferencia entre 50 vatios y 100 vatios es solo de unos 3 decibelios. Y se percibe que un aumento de 10 db es el doble de alto. Piense en ello como un altavoz de 4 ohmios que consumirá el doble de potencia que un altavoz de 8 ohmios, y será más alto pero no el doble de alto.
Garrett Fogerlie
Gracias, no creo que haya hecho un buen trabajo, aunque @David Kessner probablemente podría explicarlo mejor, ha pasado un tiempo desde que he estado en la industria del audio.
Garrett Fogerlie
@GarrettFogerlie ¡Creo que hiciste un gran trabajo respondiendo la pregunta! +1
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" Si bien sí, el beneficio de los altavoces de 4 ohmios es que el aumento de corriente significa que tienen un rango dinámico más amplio ... ". Esto no está del todo bien. Los altavoces de 4 Ω alcanzarán su potencia máxima a un voltaje más bajo y, por lo tanto, generalmente se usan en sistemas de automóviles. Un altavoz de 8 Ω puede tener la misma potencia de salida, pero necesitará el doble de voltaje para manejarlo.
Transistor