A alteração da impedância do alto-falante faz diferença no volume (decibéis ou
dB ) você terá? E quanto ao poder – como isso muda?
Eu adoraria ajudar a esclarecer tudo isso! Neste artigo vou abordar:
- O que é impedância
- Como a saída de dB (volume) muda se você aumentar a impedância do alto-falante
- Diferenças de potência e volume de som automotivo e doméstico relacionadas à impedância do alto-falante
… e muitas outras ótimas informações. Leia para saber mais!
O que é impedância do alto-falante?
A impedância do alto-falante, medida em Ohms, é a bobina de voz total resistência ao fluxo de corrente elétrica, pois opera com um sinal musical. Sempre que você pode fornecer uma corrente de tensão que flui através do fio, você precisa de alguma resistência para limitar o quanto pode fluir. Da mesma forma, um amplificador ou estéreo precisa de pelo menos alguma resistência do alto-falante (uma carga de alto-falante, se você quiser) para limitar a quantidade de corrente elétrica que o rádio ou amplificador tenta fornecer.
Ao contrário do fio reto que vai do ponto “a” ao ponto “b” quando você conecta a energia, o enrolamento do fio da bobina de voz forma um loop que tem uma propriedade elétrica chamada
indutância. A indutância é um pouco diferente da resistência, pois tem resistência dependendo da frequência da corrente alternada (CA) que flui nela. Isso é chamado de
reatância indutiva. A impedância do alto-falante muda com as frequências da música – um pouco
Para alto-falantes de carros, isso significa que a impedância real (a resistência total) realmente muda um pouco à medida que a música toca! No entanto, a boa notícia é que ainda podemos dar aos alto-falantes uma classificação de Ohms (classificação de impedância do alto-falante), pois está sempre dentro de uma determinada faixa, como 2 ohms, 4 ohms e assim por diante.
Quando falamos sobre a impedância de um alto-falante, na maioria das vezes as pessoas estão se referindo à categoria (alcance geral) do alto-falante usado para combinar amplificadores estéreo domésticos ou de carro. No mundo elétrico, os Ohms às vezes são representados pelo símbolo grego Omega, ou
“Ω.” Como funciona a impedância do alto-falante?
Como mencionei anteriormente, a impedância de um alto-falante é composta de sua resistência e reatância indutiva devido à bobina de fio que compõe a bobina de voz.
A impedância não pode ser totalmente medida com um medidor de teste de corrente contínua (DC). Por exemplo:
- Se você usar um multímetro digital configurado para ler a resistência em Ohms, medirá apenas a resistência CC do fio.
- Se você tivesse o equipamento certo e pudesse aplicar um sinal CA, também veria uma quantidade adicional de resistência.
Adicionando ambos juntos daria o total real de “impedância”. Da mesma forma, as mesmas coisas acontecem quando um sinal musical está direcionando um alto-falante para fazer som:o amplificador ou estéreo “verá” uma carga de alto-falante que é a soma de ambos.
Matemática de resistência e reatância indutiva explicada
Ao contrário da resistência padrão, você não pode simplesmente adicionar reatância indutiva a ela. Para calcular a impedância total do alto-falante, você os somaria encontrando a raiz quadrada da soma dos quadrados, às vezes chamada de “soma trigonométrica”.
Observação: Por uma questão de discussão geral, não precisamos saber a impedância exata do alto-falante ao combinar alto-falantes, falar sobre saída e potência de dB e assim por diante.
Estou oferecendo isso como informação adicional para ajudar você a entender de onde tudo vem.
Como o aumento da impedância do alto-falante afeta a potência?
Como você pode ver no diagrama que forneci acima,
aumentar a impedância de um alto-falante não afeta apenas o volume (que abordarei com mais detalhes abaixo), mas também a potência. Na verdade, pode fazer um
grande diferença na quantidade de energia que você tem na torneira com seu aparelho de som ou amplificador de casa ou carro.
Isso é por causa da Lei de Ohm e como a energia funciona:
- Os aparelhos de som e amplificadores domésticos e automotivos têm uma certa quantidade de voltagem que podem produzir para fornecer energia aos alto-falantes.
- De acordo com a Lei de Ohm, se você alterar a resistência (impedância do alto-falante, neste caso), a potência desenvolvida muda de acordo.
- Amps e rádios têm um limite superior para quanta voltagem eles podem emitir, então a saída máxima não muda se você aumentar a impedância do alto-falante. É um limite fixo.
- Portanto:se você aumentar a impedância de um alto-falante, menos potência será desenvolvida usando o mesmo estéreo ou amplificador.
Neste gráfico de exemplo, você pode ver quanta potência um alto-falante de 4 ohms desenvolverá com o mesmo amplificador de um alto-falante de 8 ohms. O de 4 ohm não apenas desenvolverá 2x a potência do alto-falante de 8 ohm, mas o de 8 ohm nunca obterá a potência total disponível do amplificador. Isso é importante em alguns casos e menos importante em outros. Por exemplo, para aparelhos de som domésticos onde você não precisa de uma grande quantidade de energia, você pode usar alto-falantes de 16 ohms no lugar de 8 ohms sem perceber muita diferença.
No entanto, é um caso diferente quando falamos de áudio de carro, pois eles geralmente precisam de
muito mais potência para produzir um ótimo som ou volume em um veículo – especialmente com subwoofers para graves pesados. Nesse caso, alternar de alto-falantes de 4 ohm para 8 ohm significa que você terá 1/2 da potência disponível que costumava ter.
A impedância do alto-falante afeta o volume?
Diagrama mostrando um gráfico de exemplo comparando o volume de saída em dB de um alto-falante de 8 ohms no mesmo amplificador ou nível de saída estéreo de um alto-falante de 4 ohms. Um alto-falante de 8 ohm produzirá menos potência e volume na mesma configuração de saída de volume. Quando o amplificador está em sua saída máxima (tensão de saída máxima), o alto-falante de 4 ohms terá uma saída de dB mais alta do que os 8 ohms no mesmo nível. No gráfico acima, você pode ver o que acontece quando usamos um alto-falante de 8 ohms no lugar de um alto-falante de 4 ohms conectado ao mesmo amplificador. Para ajudar a manter as coisas iguais, vou comparar alto-falantes de 4 e 8 ohms com a mesma sensibilidade de 89dB a 1W/1M.
Pode parecer confuso no começo, mas o que o gráfico está mostrando é:
- A saída dB para o alto-falante de 4 ohm em cada tensão de saída do amplificador/estéreo que fornece 1 watt, 2 watts, 4 watts e assim por diante. Um alto-falante de 8 ohms precisa de um amplificador ou tensão de saída estéreo mais alta para obter o mesmo nível de potência.
- A saída dB para um alto-falante de 8 ohms no mesmo nível de saída do amplificador quando usado no lugar de um alto-falante de 4Ω.
O que isso ajuda a mostrar é que
quando você aumenta a impedância do alto-falante em um estéreo ou amplificador projetado para uma impedância de alto-falante mais baixa, a saída de decibéis (dB, volume) será menor em toda a faixa de potência. Também pode ser muito menor que a impedância correta na saída máxima. Você terá que aumentar a saída do rádio ou amplificador para obter a mesma saída de volume dB para o alto-falante de impedância mais alta.
Isso significa que:
- Para um alto-falante de impedância mais alta, o volume geral será alguns dB mais baixo normalmente, dependendo das particularidades desse orador.
- Você nunca obterá a capacidade total do estéreo ou do amplificador como faria com um alto-falante de impedância mais baixa, como ele foi projetado para.
Para subwoofers de carro, por exemplo, isso é importante. Para cada duplicação da potência de um alto-falante, você obterá 3dB a mais de volume,
não dobrar o volume. 4x a potência é 6dB, e assim por diante.
Nossos ouvidos funcionam de tal forma que cerca de 10dB é considerado uma grande diferença, o que consome cerca de 10x a potência. Ao dobrar a impedância do alto-falante, como você pode ver nos gráficos acima, você “ficará sem energia” bem antes de atingir a potência máxima que seu amplificador poderia produzir como faria com o alto-falante de impedância correto (mais baixo).
Para estéreos de carro com saída de potência mais baixa (a maioria dos estéreos de carro está limitada a cerca de 14-15W ou mais), isso não é o ideal.
O que acontece se eu usar um alto-falante de impedância mais alta em um crossover?
O que é mudança cruzada?
Os crossovers de alto-falante são projetados usando valores predeterminados para os capacitores e indutores que eles usam como filtros. Quando um fabricante de alto-falantes projeta cruzamentos de alto-falantes, é sempre baseado na impedância do alto-falante com o qual eles foram projetados para serem usados.
Os crossovers se comportam de maneira diferente quando a carga do alto-falante (os Ohms que eles veem) muda. Por causa disso,
quando você altera a impedância do alto-falante, você altera a frequência de cruzamento e o som. A frequência de cruzamento mudará – normalmente muito. Em outras palavras, alterar a impedância do alto-falante mudará a frequência de cruzamento. Você pode notar vários problemas depois de fazer isso:
- Um som “áspero” de woofers ou alto-falantes de médio porte. Os tweeters podem soar distorcidos e “quebrar” o som no volume.
- Uma qualidade “fina” e fraca para a música.
- Lacunas nas faixas de som que você deveria ouvir.
Os crossovers de alto-falante só devem ser usados com a impedância do alto-falante para o qual foram projetados ou não soarão corretamente.
Por exemplo,
usar um alto-falante de 16 ohm com um crossover de alto-falante doméstico de 8 ohm não funcionará corretamente. Soará ruim e não funcionará como projetado. Você pode definitivamente esperar ficar desapontado com o som.
Não se esqueça que se seus alto-falantes não forem da mesma impedância, o mais alto não estará no mesmo nível de saída que o correto, o que significa que eles não estão devidamente combinados.
Preciso combinar as impedâncias do tweeter e do woofer para alto-falantes de 2 vias?
Não recomendo misturar impedâncias de alto-falante em alto-falantes de 2 ou 3 vias porque eles não terão o mesmo nível de volume quando você aumentar o volume. Isso significa que o som não estará certo e você terá que lidar com algumas frequências de som sendo ruins após um certo ponto.
Como você pode ver nos gráficos que forneci anteriormente, à medida que a potência aumenta, o alto-falante de impedância mais alta sempre ficará aquém do alto-falante também compatível.
Em sistemas de alto-falantes de 2 vias, isso é um problema ainda maior porque, muitas vezes, os tweeters já têm uma saída de volume mais alta do que seus woofers ou contrapartes de médio porte. Para piorar a situação, a maioria dos alto-falantes de 2 vias tem pelo menos um crossover do qual dependem.
Isso significa que, em muitos casos, alterar a carga Ohm do alto-falante também alterará o comportamento do crossover e afetará o som negativamente.
Eu vi
alguns sistemas de alto-falantes em que um alto-falante (normalmente o tweeter) tem uma classificação de Ohms diferente dos outros, mas nesse caso os projetistas levam isso em consideração.
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