¿Cómo se compara la impedancia del altavoz con la respuesta de frecuencia?

Los ohmios y la impedancia de los altavoces definitivamente pueden ser un tema confuso y algo misterioso. ¡Me encantaría ayudarte a aclararlo todo!

¿Cómo se compara la impedancia del altavoz con la respuesta de frecuencia? Qué es impedancia del altavoz exactamente? ¿Y qué otras cosas necesitas saber?

Lo explicaré todo con mucho detalle con diagramas e imágenes útiles a lo largo del camino. ¡Para cuando termines de leer, tendrás una comprensión casi experta!

¿Qué es la impedancia de los altavoces? Explicación de la impedancia del altavoz

La impedancia del altavoz, medida en ohmios, es la resistencia total de la bobina móvil al flujo de corriente eléctrica cuando funciona con una señal musical.

La impedancia del altavoz es la suma total de dos cosas:

1. La resistencia del largo bobinado de cable que forma la bobina móvil.
2. Una propiedad magnética especial llamada inductancia creada cuando el cable se enrolla en una bobina.

Un amplificador o estéreo requiere cierta cantidad de impedancia de carga del altavoz para restringir la cantidad de corriente eléctrica que intenta proporcionar, al igual que con una resistencia utilizada en electrónica con una fuente de alimentación aplicada.

1. Resistencia de la bobina móvil

En la foto de arriba, estoy midiendo la impedancia de un altavoz de 4 Ω y mi medidor digital muestra su valor de resistencia. En este caso, eso está cerca, pero no exactamente, de 4 Ω.

Como están hechos de un cable de gran longitud, la bobina de voz de un altavoz tiene cierto valor de resistencia debido al propio cable. Esto suele ser solo unos pocos ohmios. Al medir la impedancia de un altavoz con un medidor de prueba, estará midiendo la resistencia de corriente continua (CC), no la inductancia que no estará presente sin una señal de corriente alterna (CA) aplicada.

2. Inductancia en una bobina móvil

Cuando se aplica una señal alterna a la bobina móvil desde una radio o un amplificador, el devanado del cable que forma un bucle en espiral tiene una propiedad eléctrica llamada inductancia. . Esto es diferente a un cable recto que va del punto "a" al punto "b".

Esta inductancia se opone al flujo de electricidad similar a la resistencia y cambia con la frecuencia de audio. Esta propiedad que es como la resistencia y está presente en los inductores se llama reactancia inductiva.

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

Tenga en cuenta que los ohmios a veces se representan con el símbolo griego Omega, o “Ω”.

¿Cuál es la relación entre impedancia y frecuencia?

Diagrama de ejemplo de la curva de impedancia medida para un altavoz de rango medio de 8 Ω. Observe cómo aumenta la impedancia a medida que aumenta la frecuencia. Esto se debe a la inductancia de la bobina móvil. La reactancia inductiva (impedancia) está directamente relacionada con la frecuencia.

Impedancia del altavoz frente a frecuencia

Existe una relación directa entre la frecuencia y la impedancia:

• A medida que aumenta la frecuencia, aumenta la reactancia inductiva, lo que significa que aumenta la impedancia del altavoz.
• A medida que la frecuencia disminuye, la reactancia inductiva disminuye, lo que significa que la impedancia del altavoz disminuye hacia la resistencia de CC de la bobina del altavoz.

En otras palabras, la impedancia es directamente proporcional a la frecuencia, lo que significa que sube o baja a medida que la frecuencia aumenta o disminuye. La impedancia no es la simple suma de la resistencia del cable de la bobina y la inductancia, sino la suma geométrica de las dos, como verá a continuación.

Tenga en cuenta que la impedancia de un altavoz siempre será igual o mayor que la resistencia de la bobina móvil. No es posible tener una impedancia de altavoz de cero ohmios (al menos no sin un cortocircuito) o impedancia negativa, eso no tendría sentido.

Cálculo de la impedancia del altavoz frente a la frecuencia

Como puede ver arriba, la reactancia inductiva (comúnmente escrita como "Xl" para inductancia) está directamente relacionada con la frecuencia ("f" en la fórmula anterior). Además, puede ver cómo la impedancia del altavoz, en ohmios, es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de la resistencia y la reactancia inductiva del altavoz.

Esto se debe a que la impedancia es una propiedad de la física que se comporta de manera diferente a la resistencia de corriente continua:nunca se suman directamente. Piensa en ello como trigonometría y la forma en que encuentras la hipotenusa de un triángulo.

¿Cómo se compara la impedancia del altavoz con la respuesta de frecuencia?

En términos generales, hay poca o ninguna relación entre la impedancia y la respuesta de frecuencia. Sin embargo, depende del hablante en particular. Algunos pueden verse más influenciados que otros, pero en términos generales, aparte de la frecuencia de resonancia de un altavoz, la respuesta de frecuencia no tiene ninguna relación real con él.

La respuesta de frecuencia de un altavoz es el resultado final de su diseño, qué tan bien funciona el ensamblaje del imán/cono/suspensión y una variedad de otros parámetros como ese.

Tenga en cuenta que en la frecuencia resonante, la impedancia suele ser muy alta debido a la resonancia, ya que es cuando el conjunto del altavoz no puede permanecer estable para ese rango de frecuencia tan pequeño. Sin embargo, es una situación bastante marginal y, en términos generales, los diseñadores de altavoces evitan que los altavoces suenen cerca de su frecuencia de resonancia.

¿Qué frecuencia determina la impedancia del altavoz?

Normalmente no se utiliza una frecuencia para determinar la impedancia de los altavoces. En cambio, la impedancia indicada por el fabricante, en ohmios, es aproximadamente el promedio en su rango de funcionamiento normal.

Otros parámetros como la eficiencia (salida del altavoz medida en decibelios [dB] para 1 vatio típicamente) y la respuesta fuera del eje generalmente se miden a 1 kilohercio (KHz). Esa no es la impedancia del caso, ya que realmente no tendría sentido.

Para algunos hablantes en particular con datos adicionales, podría ser un valor de impedancia especificado para una frecuencia especificada. Sin embargo, si eso está incluido, generalmente se proporciona como un gráfico. En ese caso, la impedancia se muestra como un gráfico en una amplia gama de frecuencias de audio.

¿La impedancia del altavoz afecta la calidad del sonido?

Un gráfico que compara la potencia producida por altavoces de 8 y 4 ohmios cuando se conectan al mismo amplificador. Un altavoz con una impedancia de 8 ohmios consume menos energía con la misma salida (volumen) que un altavoz con una impedancia de 4 ohmios.

Solo ciertos factores relacionados con la impedancia, como la potencia de los altavoces (volumen) y cómo funcionan con los cruces, tienen un efecto en la música. En la gran mayoría de los casos, ohmios más altos no significan una mejor calidad de sonido.

El mejor sonido proviene del uso de la impedancia de altavoz correcta para la aplicación correcta:

1. Hacer coincidir los ohmios correctos del altavoz con su radio o amplificador para obtener la mejor potencia y volumen disponibles.
2. Al usar cruces de altavoces, use la impedancia de altavoz correcta.

Cómo afecta la impedancia de los altavoces a la potencia y el volumen

El gráfico anterior muestra un ejemplo de la potencia producida por un altavoz de 8 ohmios cuando se usa en el mismo amplificador que un altavoz de 4 ohmios.

• La potencia del altavoz de menor impedancia, con el mismo amplificador o nivel de salida estéreo, es el doble que la del altavoz de 8 ohmios.
• La potencia máxima que obtendrá con un altavoz de 8 ohmios conectado a un amplificador nominal de 4 ohmios siempre será menor que con un altavoz de 4 ohmios.

Por ejemplo, el uso de un altavoz de 16 Ω en lugar de uno de 8 Ω para un estéreo de 8 Ω tiene desventajas en cuanto a pérdida de potencia y volumen. No se gana nada al hacerlo. (Igualmente, el mismo principio para altavoces de 8Ω y 4Ω también). Para dos altavoces idénticos, la calidad del sonido será la misma, pero el que tenga la impedancia más alta tendrá un volumen más bajo, ya que tendrá menos potencia debido a la menor corriente eléctrica.

Nota:duplicar la potencia en un altavoz no significa que el volumen se duplica. Debido a cómo funcionan nuestros oídos, la potencia de duplicación solo aumenta el volumen que perciben nuestros oídos en aproximadamente 3 decibelios (3dB), una cantidad muy pequeña.

¿Cómo afecta la impedancia de los altavoces a las frecuencias de cruce?

Los cruces están diseñados para funcionar solo con una impedancia de altavoz en particular. Cuando se utiliza una carga de ohmios incorrecta, se produce un "cambio de cruce", lo que significa que la frecuencia de cruce cambia y el sonido se resiente.

¿Puedo usar diferentes impedancias de altavoces con un filtro de cruce? ¿Qué es el cambio cruzado?

Los cruces de altavoces pasivos (sin alimentación) son básicamente un tipo de filtro diseñado en torno a una determinada carga de impedancia (ohmios) del altavoz que se utiliza. Funcionan con condensadores e inductores que se pueden usar para eliminar ciertas secciones no deseadas de frecuencia de sonido que se envían a un altavoz. Cuando se combinan, se pueden usar para crear un sistema de altavoces de gran sonido con mucha mejor claridad y menor distorsión gracias a la frecuencia de cruce utilizada.

Cambiar la impedancia del altavoz conectado a un cruce altera la frecuencia del cruce. Esto se llama cambio cruzado y da como resultado un sonido deficiente porque la frecuencia cambia bastante.

Algunos de los efectos secundarios de audio del cambio de cruce son:

• Un sonido "áspero" de los woofers o altavoces de rango medio. Los tweeters pueden sonar distorsionados y comenzar a "romperse" a un volumen más bajo que antes.
• 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 prevista. De lo contrario, tendrá un sonido y un rendimiento deficientes.

Por ejemplo, no puede usar altavoces de 8 Ω con un filtro de cruce diseñado para 4 Ω o viceversa.

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