¿Cómo afecta el aumento de la impedancia de los altavoces al volumen en dB y a la potencia de salida?

¿Cambiar la impedancia de los altavoces hace una diferencia en el volumen (decibelios o dB)? ) ¿obtendrás? ¿Y qué pasa con el poder? ¿Cómo cambia eso?

¡Me encantaría ayudar a aclarar todo esto! En este artículo cubriré:

• De qué se trata la impedancia
• Cómo cambia la salida de dB (volumen) si aumenta la impedancia de los altavoces
• Diferencias de potencia y volumen del estéreo doméstico y del automóvil relacionadas con la impedancia de los altavoces

…y mucha otra gran información. ¡Sigue leyendo para obtener más información!

¿Qué es la impedancia de los altavoces?

La impedancia del altavoz, medida en ohmios, es la bobina de voz total resistencia al paso de la corriente eléctrica ya que opera con una señal musical.

Cada vez que puede generar un voltaje que fluye a través del cable, necesita cierta cantidad de resistencia para limitar la cantidad que puede fluir. Del mismo modo, un amplificador o estéreo necesita al menos cierta resistencia del altavoz (la carga de un altavoz, por así decirlo) para limitar la cantidad de corriente eléctrica que intenta suministrar la radio o el amplificador.

A diferencia del cable recto que va del punto "a" al punto "b" cuando conectas la energía, el devanado del cable de la bobina de voz forma un bucle que tiene una propiedad eléctrica llamada inductancia. La inductancia es un poco diferente de la resistencia, ya que tiene una resistencia que depende de la frecuencia de la corriente alterna (CA) que fluye por ella.

Esto se llama reactancia inductiva.

La impedancia de los altavoces cambia con las frecuencias de la música, algo

Para los parlantes de los autos, esto significa que la impedancia real (la resistencia total) en realidad cambia un poco mientras suena la música. Sin embargo, la buena noticia es que aún podemos otorgar a los altavoces una clasificación de ohmios (clasificación de impedancia del altavoz), ya que siempre está dentro de un rango determinado, como 2 ohmios, 4 ohmios, etc.

Cuando hablamos de la impedancia de un altavoz, la mayoría de las veces las personas se refieren a la categoría (rango general) del altavoz que se usa para combinar con amplificadores estéreo domésticos o de automóviles.

En el mundo eléctrico, los ohmios a veces se representan con el símbolo griego Omega, o “Ω”.

¿Cómo funciona la impedancia de los altavoces?

Como mencioné anteriormente, la impedancia de un altavoz se compone de su resistencia y reactancia inductiva debido a la bobina de cable que forma la bobina de voz.

La impedancia no se puede medir completamente con un medidor de prueba de corriente continua (CC). Por ejemplo:

• Si usa un multímetro digital configurado para leer la resistencia en ohmios, solo medirá la resistencia de CC del cable.
• Si tuviera el equipo adecuado y pudiera aplicar una señal de CA, también vería una cantidad adicional de resistencia.

La suma de ambos juntos daría el total real de "impedancia". Del mismo modo, sucede lo mismo cuando una señal musical impulsa un altavoz para que emita sonido:el amplificador o estéreo "verá" una carga de altavoz que es la suma de ambos.

Explicación matemática de la resistencia y la reactancia inductiva

A diferencia de la resistencia estándar, no puede simplemente agregarle una reactancia inductiva. Para calcular la impedancia total de los altavoces, los sumaría al encontrar la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados, a veces llamada "suma trigonométrica".

Nota: Por el bien de la discusión general, no necesitamos saber la impedancia exacta de los altavoces al hacer coincidir los altavoces, hablar de salida y potencia de dB, etc.

Ofrezco esto como información adicional para ayudarlo a comprender de dónde proviene todo.

¿Cómo afecta el aumento de la impedancia de los altavoces a la potencia?

Como puede ver en el diagrama que proporcioné anteriormente, aumentar la impedancia de un altavoz no solo afecta el volumen (que trataré con más detalle a continuación), sino también la potencia. De hecho, puede hacer un gran diferencia en la cantidad de energía disponible con el estéreo o amplificador de su hogar o automóvil.

Eso es debido a la Ley de Ohm y cómo funciona el poder:

• Los estéreos y amplificadores para el hogar y el automóvil tienen una cierta cantidad de voltaje que pueden producir para suministrar energía a los altavoces.
• De acuerdo con la Ley de Ohm, si cambia la resistencia (impedancia del altavoz, en este caso), la potencia desarrollada cambia en consecuencia.
• Los amplificadores y las radios tienen un límite superior en cuanto a la cantidad de voltaje que pueden generar, por lo que la salida máxima no cambia si aumenta la impedancia del altavoz. Es un límite fijo.
• Por lo tanto:si aumenta la impedancia de un altavoz, se desarrollará menos potencia usando el mismo estéreo o amplificador.

En este gráfico de ejemplo, puede ver cuánta potencia desarrollará un altavoz de 4 ohmios con el mismo amplificador que un altavoz de 8 ohmios. El altavoz de 4 ohmios no solo desarrollará el doble de la potencia del altavoz de 8 ohmios, sino que el de 8 ohmios nunca obtendrá toda la potencia disponible del amplificador.

Eso es importante en algunos casos y menos importante en otros. Por ejemplo, para equipos estéreo domésticos en los que no se necesita una gran cantidad de energía, puede usar altavoces de 16 ohmios en lugar de los de 8 ohmios sin notar tanta diferencia.

Sin embargo, es un caso diferente cuando hablamos de audio para automóviles, ya que a menudo necesitan mucho más potencia para producir un gran sonido o volumen en un vehículo, especialmente con subwoofers para graves intensos. En ese caso, cambiar de altavoces de 4 ohmios a 8 ohmios significa que tendrá la mitad de la potencia disponible que solía tener.

¿La impedancia de los altavoces afecta el volumen?

Diagrama que muestra un gráfico de ejemplo que compara el volumen de salida en dB de un altavoz de 8 ohmios con el mismo amplificador o nivel de salida estéreo que un altavoz de 4 ohmios. Un altavoz de 8 ohmios producirá menos potencia y volumen con la misma configuración de salida de volumen. Cuando el amplificador está en su salida máxima (voltaje de salida máximo), el altavoz de 4 ohmios tendrá una salida de dB más alta que el de 8 ohmios al mismo nivel.

En el gráfico anterior, puede ver lo que sucede cuando usamos un altavoz de 8 ohmios en lugar de un altavoz de 4 ohmios conectado al mismo amplificador. Para ayudar a mantener las cosas iguales, compararé altavoces de 4 y 8 ohmios con la misma sensibilidad de 89 dB a 1 W/1 M.

Puede parecer confuso al principio, pero lo que muestra el gráfico es:

• La salida en dB para el altavoz de 4 ohmios en cada voltaje de salida del amplificador/estéreo que lo suministra con 1 vatio, 2 vatios, 4 vatios, etc. Un altavoz de 8 ohmios necesita un amplificador más alto o un voltaje de salida estéreo para obtener el mismo nivel de potencia.
• La salida en dB para un altavoz de 8 ohmios con el mismo nivel de salida del amplificador cuando se usa en lugar de un altavoz de 4Ω.

Lo que esto ayuda a mostrar es que cuando aumenta la impedancia de los altavoces en un estéreo o amplificador diseñado para una impedancia de altavoz más baja, la salida de decibelios (dB, volumen) será menor en todo el rango de potencia.

También puede ser mucho menor que la impedancia correcta en la salida máxima.

Tendrá que aumentar la salida de la radio o el amplificador para obtener la misma salida de volumen en dB para el altavoz de mayor impedancia.

Esto significa que:

• Para un altavoz de mayor impedancia, el volumen general suele ser unos dB más bajo, dependiendo de las particularidades de ese hablante.
• Nunca obtendrás toda la capacidad del estéreo o del amplificador como lo haría con un altavoz de menor impedancia para el que está diseñado.

Para los subwoofers de automóviles, por ejemplo, eso es un gran problema. Por cada duplicación de la potencia de un altavoz, obtendrá 3 dB más de volumen, no doblar el volumen. 4x la potencia es 6dB, y así sucesivamente.

Nuestros oídos funcionan de tal manera que alrededor de 10 dB se considera una gran diferencia, lo que consume alrededor de 10 veces la potencia. Al duplicar la impedancia del altavoz, como puede ver en los gráficos anteriores, "se quedará sin fuerza" mucho antes de alcanzar la potencia máxima que su amplificador podría producir como lo haría con el altavoz de impedancia correcta (más baja).

Para estéreos de autos con una potencia de salida más baja (la mayoría de los estéreos de autos están limitados a alrededor de 14-15 W más o menos), eso no es especialmente ideal.

¿Qué sucede si uso un altavoz de mayor impedancia en un crossover?

¿Qué es el cambio cruzado?

Los cruces de parlantes están diseñados usando valores predeterminados para los capacitores e inductores que usan como filtros. Cuando un fabricante de parlantes diseña cruces de parlantes, siempre se basa en la impedancia del parlante para la que están diseñados.

Los cruces se comportan de manera diferente cuando cambia la carga del altavoz (la carga de ohmios que ven). Debido a esto, cuando cambia la impedancia del altavoz, cambia la frecuencia de cruce y el sonido. La frecuencia de cruce cambiará, generalmente mucho.

En otras palabras, cambiar la impedancia del altavoz cambiará la frecuencia de cruce. Puede notar varios problemas después de hacer esto:

• Un sonido "áspero" de los woofers o altavoces de rango medio. Los tweeters pueden sonar distorsionados y "romper" el volumen del sonido.
• Una cualidad "delgada" y débil de la música.
• Brechas en los rangos de sonido que debería escuchar.

Los cruces de altavoces solo deben usarse con la impedancia de altavoz para la que están diseñados o no sonarán bien.

Por ejemplo, el uso de un altavoz de 16 ohmios con un cruce de altavoces domésticos de 8 ohmios no funcionará correctamente. Sonará mal y no funcionará según lo diseñado. Definitivamente puede esperar sentirse decepcionado con el sonido.

No olvide que si sus parlantes no tienen la misma impedancia, el más alto no tendrá el mismo nivel de salida que el correcto, lo que significa que no se emparejarán correctamente.

¿Necesito hacer coincidir las impedancias del tweeter y el woofer para los altavoces de 2 vías?

No recomiendo mezclar las impedancias de los altavoces en altavoces de 2 o 3 vías porque no tendrán el mismo nivel de volumen una vez que suba el volumen. Eso significa que el sonido no será el correcto y tendrás que lidiar con algunas frecuencias de sonido que son pobres después de cierto punto.

Como puede ver en los gráficos que proporcioné anteriormente, a medida que aumenta la potencia, el altavoz de mayor impedancia siempre se quedará corto con respecto al altavoz que también coincide correctamente.

En los sistemas de parlantes de 2 vías, ese es un problema aún mayor porque muy a menudo los tweeters ya tienen una salida de volumen más alta que sus contrapartes de woofer o de rango medio. Para empeorar las cosas, la mayoría de los altavoces de 2 vías tienen al menos un cruce del que dependen.

Esto significa que, en muchos casos, cambiar la carga de ohmios del altavoz también cambiará el comportamiento de cruce y afectará negativamente al sonido.

He visto algunos sistemas de altavoces en los que un altavoz (normalmente el tweeter) tiene una clasificación de ohmios diferente a la de los demás, pero en ese caso los diseñadores lo tienen en cuenta.

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