¿Por qué es malo si la impedancia del altavoz es demasiado baja? Respuesta a su pregunta

Puede ser confuso cuando hablamos de impedancia, ohmios y todo eso con respecto a los altavoces de audio para el automóvil o el hogar. Sí, la mayoría de la gente está familiarizada con los altavoces, las clasificaciones de ohmios y más... pero ¿qué significa realmente?

Exactamente por qué ¿Es malo si la impedancia del altavoz es demasiado baja? Eso es lo que responderé aquí y aclararé de una vez por todas.

En este artículo, cubriré todo lo que necesita saber:

• Qué es exactamente es impedancia del altavoz?
• Dos grandes razones por las que una baja impedancia de los altavoces puede ser mala... y por qué es importante
• Por qué puedes use altavoces de mayor impedancia pero no más bajos (y qué esperar)

Hay mucho que cubrir, ¡así que comencemos!

¿Qué significa impedancia para los altavoces? Explicación de los ohmios del altavoz

Una vista ilustrada de las partes que componen un altavoz, incluida la bobina de voz. La bobina de voz es un cable largo y bien enrollado que tiene una cierta cantidad de resistencia del conductor eléctrico utilizado. Crea campos magnéticos que impulsan el cono del altavoz hacia adelante y hacia atrás, creando sonido a medida que mueve el aire.

En el mundo de la electricidad y la electrónica, necesitamos algunas cosas para hacer un trabajo útil:

• Una fuente de energía con voltaje para mover corriente eléctrica a través de una resistencia, motor, etc. para hacer algo útil. Esto lo proporciona un amplificador de casa o de automóvil o una radio.
• Conductores eléctricos (cable de altavoz) para crear un camino para que fluya esa corriente
• Algún nivel de resistencia para limitar la cantidad de corriente que puede fluir (demasiada corriente hace que las cosas se quemen, se calienten, etc.)

De la misma manera, al igual que otros dispositivos eléctricos, los parlantes son como pequeños motores que usan la electricidad que fluye para convertir el movimiento (el cono) en el sonido que podemos aquí, ¡eso es básicamente todos los parlantes!

¿Qué significa la impedancia del altavoz?

La impedancia del altavoz, medida en unidades de resistencia denominadas ohmios, es el total cantidad de resistencia que tiene un parlante al flujo de electricidad.

La impedancia del altavoz proviene de dos cosas:

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

Al igual que no puede tener un cortocircuito en una batería, un amplificador o estéreo necesita algo cantidad de resistencia del altavoz para limitar la cantidad de corriente eléctrica que la radio o el amplificador intentan suministrar.

Las bobinas de voz de los altavoces utilizan un cable muy largo que se enrolla firmemente en la bobina de voz necesaria para producir campos magnéticos para crear el movimiento del cono. Debido a esta longitud, siempre hay una cierta cantidad de resistencia que forma parte de lo que constituye la impedancia de los altavoces.

La resistencia de un altavoz determinado es casi siempre unas pocas unidades de resistencia, medidas en ohmios.

¿Qué significa inductancia? Por qué es importante en los altavoces

Los inductores son piezas eléctricas muy útiles que aprovechan la inductancia. La inductancia es una propiedad de los electrones que fluyen a través de un bucle de alambre y los campos magnéticos que se acumulan a causa de ello. Del mismo modo, los altavoces tienen inductancia debido a sus bobinas de voz, aunque en pequeña cantidad.

Las bobinas de alambre tienen un efecto secundario interesante que ocurre a diferencia de las secciones rectas de alambre. El devanado del cable de la bobina de voz forma un bucle que tiene una propiedad eléctrica llamada inductancia. Cuando se aplica una frecuencia alterna como una señal musical a una bobina con inductancia, se produce una oposición al flujo de corriente eléctrica debido a los campos magnéticos presentes.

Esto se llama reactancia inductiva y es diferente de la resistencia ya que cambia a medida que cambia la frecuencia; la resistencia permanece igual.

Para los hablantes, esto es importante porque significa que el total la resistencia se compone de las dos cosas que mencioné:resistencia del cable y reactancia inductiva. El nombre utilizado para describir este total es impedancia.

Para los altavoces, esto significa que la impedancia (la resistencia total) cambia ligeramente a medida que se reproduce la música debido a las frecuencias de sonido cambiantes. Sin embargo, la buena noticia es que aún podemos categorizar los altavoces según una clasificación de ohmios, ya que siempre es bastante similar.

Cuando hablamos de la impedancia de un altavoz, la mayoría de las veces las personas se refieren al rango del altavoz asignado a categorías como 2 ohmios, 4 ohmios, 8 ohmios, etc. Así es como hacemos coincidir los altavoces con un amplificador de coche o doméstico, radio, etc.

En el mundo eléctrico, las unidades de resistencia medidas en ohmios se pueden escribir como el símbolo griego Omega, o “Ω”.

¿Cómo funciona la impedancia de los altavoces?

Cuando se aplica una señal musical (compuesta por corriente alterna) a un parlante, genera campos magnéticos a medida que la corriente fluye a través de la bobina de alambre apretadamente enrollada. Curiosamente, una bobina de alambre desarrolla campos magnéticos que resisten el flujo de corriente (resistencia, también llamada reactancia en este caso).

Del mismo modo, muchos otros componentes eléctricos, como los motores, se enfrentan a la misma resistencia eléctrica que se aplica a la corriente alterna (CA).

Cómo funcionan las matemáticas (sí, ¡es un poco complicado!)

Debido a cómo funciona la inductancia y la física involucrada, la "impedancia" (resistencia total) del altavoz no es la suma de la resistencia y la reactancia inductiva. En cambio, es la suma "algebraica", lo que significa que es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados. Puede que recuerdes este tipo de matemáticas de la clase de trigonometría.

La impedancia del altavoz no es tan simple como sumar la resistencia de CC medida del cable de la bobina y la reactancia inductiva para una frecuencia dada.

En cambio, la impedancia del altavoz se calcula a partir de la suma algebraica de la resistencia del cable de la bobina y la reactancia inductiva. Puede encontrar esto elevando al cuadrado cada uno y luego tomando la raíz cuadrada de los dos números sumados.

La reactancia inductiva se escribe comúnmente como "Xl", se pronuncia "X sub L" y se mide en unidades de ohmios al igual que la resistencia. La inductancia se mide usando una unidad llamada "Henrie" y normalmente se indica con una "H":"uH" para microHenries, "mH" para miliHendries, etc.

También hay un valor correspondiente para los capacitores llamado reactancia capacitiva (Xc), pero eso no suele aplicarse a las bobinas de voz de los altavoces. Sin embargo, es muy importante para los cruces de altavoces.

¿Por qué es malo si la impedancia del altavoz es demasiado baja?

Al igual que cualquier otro dispositivo conectado a una fuente de alimentación eléctrica, la impedancia del altavoz determinará la cantidad o la cantidad de corriente que producirá un receptor, amplificador, etc. de un hogar o un automóvil. La impedancia de los altavoces también afecta el comportamiento de algunos componentes de los altavoces, como los cruces de altavoces.

¿Qué sucede si la impedancia de los altavoces es demasiado baja?

Puede conectar un superior impedancia del altavoz en la mayoría de los casos sin ningún problema (al menos no los principales). Un amplificador de radio, hogar o automóvil, etc. seguirá produciendo sonido y funcionando a temperaturas normales o bajas. Esto se debe a que un altavoz con una impedancia superior a la esperada reducirá cuánta corriente eléctrica intenta producir la fuente de audio.

Como efecto secundario, obtendrá sonido pero con una potencia de salida mucho menor que la que obtendría con la carga de altavoz correcta. Los estéreos o amplificadores de automóviles, por ejemplo, tienen que funcionar con voltajes más bajos que los estéreos domésticos, por lo que normalmente necesitan un altavoz de 4 ohmios de menor impedancia para producir más potencia.

Los estéreos domésticos, por otro lado, tienen un voltaje más alto disponible y pueden usar una impedancia de altavoz más alta (8 ohmios, por lo general).

Vista interna de un amplificador. Cuando se conecta a una carga de impedancia de altavoz que es demasiado baja, el amplificador comenzará a calentarse mucho y esto puede quemar los transistores de salida, ya que no pueden manejar el calor causado por tratar de suministrar una corriente excesiva a una carga de altavoz más baja.

Sin embargo, el uso de una impedancia de altavoz más baja es malo porque hace que la radio o el amplificador intenten producir el doble (¡o más!) de corriente de la que está diseñado. El estéreo de tu casa o de tu auto se calentará mucho rápidamente y, si tienes suerte, entrará en modo de autoprotección y se apagará solo.

Sin embargo, en mi experiencia, es bastante común que la electrónica de la etapa de salida se queme cuando se conecta a una carga de altavoz más baja de lo que debería ser. Los transistores de alta potencia en un amplificador doméstico o de automóvil o estéreo solo están clasificados para una cierta cantidad de calor y corriente eléctrica.

Cuando se ven obligados a tratar de manejar una cantidad fuera de ese rango, se vuelven super caliente y comienza a descomponerse permanentemente. No pasa mucho tiempo antes de que el daño sea permanente y ya no produzcan sonido.

¡Precaución! Nunca conecte los parlantes de una manera que proporcione una carga total de parlantes más baja que la capacidad nominal de la radio o el amplificador. Además, no adivine cuál es la impedancia correcta de los altavoces:compruébelo primero.

He visto casos en los que el "amigo que es inteligente" de alguien tiene una forma de "obtener más potencia", pero provocó que un estéreo o un amplificador intentaran sacar más potencia de la que estaba diseñado. El resultado final fue un amplificador quemado.

¿Por qué es importante la impedancia de los altavoces para los cruces?

Los cruces de parlantes funcionan para separar el sonido enviado a ciertos parlantes para mejorar el sonido, reducir la distorsión y brindarle más control sobre cómo se usan. Por ejemplo, bloquean los graves que los tweeters no pueden producir y los agudos que un woofer no puede producir bien. Sin embargo, están diseñados para una impedancia de altavoz específica. Cambiar la impedancia de los altavoces afecta el sonido.

Los cruces de altavoces son sorprendentemente útil para obtener un mejor sonido con los altavoces. Incluso el capacitor más básico y económico conectado en línea con un tweeter que funciona como un filtro de paso alto hace una gran diferencia en el sonido.

El resultado es un sonido más limpio y evitando posibles daños cuando se reproducen sonidos graves.

El problema es que debido a cómo se comportan los componentes de cruce (condensadores e inductores), están diseñados para cargas de altavoces específicas y no se pueden usar con otras cargas de ohmios sin afectar la salida de sonido.

Cambio de cruce cuando se usan altavoces de diferente impedancia

Cuando cambia la impedancia del altavoz conectado a un cruce de altavoces, puede cambiar significativamente la frecuencia de corte del cruce. Como regla general:

• Reducir a la mitad la impedancia del altavoz (por ejemplo:8 ohmios a 4 ohmios) duplica la frecuencia
• Duplicar la impedancia del altavoz (por ejemplo, de 8 ohmios a 16 ohmios) reduce a la mitad la frecuencia

Eso es malo porque permite que los altavoces reciban un rango de sonido para el que no son adecuados. En el caso de los tweeters, los graves y los medios son malos porque no pueden producirlos correctamente. Del mismo modo, muchos woofers no pueden producir bien los sonidos de alta frecuencia.

El resultado final en cualquier caso es un sonido deficiente que suena mucho peor de lo que debería ser. Si cambia la carga de ohmios del altavoz, tendrá que reemplazar el cruce del altavoz, ya que necesitará diferentes valores de piezas para que funcione de la misma manera.

¿Es mejor 8 o 4 ohmios? ¿Es mejor una impedancia más alta o más baja para los altavoces?

Los altavoces de 8, 4 y 2 ohmios no son necesariamente "mejores" que otros. La respuesta correcta es que depende de la aplicación y del estéreo o amplificador que se esté utilizando. La mejor impedancia es la que coincide correctamente con la especificación de impedancia de un amplificador o estéreo.

Según la tradición de la industria, se utilizan 8 ohmios para el hogar y algunos altavoces de cine. Los altavoces de 4 ohmios se usan generalmente para audio de automóviles y marinos, con algunos modelos de 2 ohmios también (generalmente subwoofers).

Por ejemplo:

• Los altavoces de 8 ohmios se utilizan en sistemas estéreo domésticos y requieren la mitad de la corriente de un altavoz de 4 ohmios. Eso significa que pueden usar un cable de altavoz más pequeño, ya que pueden aprovechar los sistemas eléctricos domésticos que tienen un suministro de alto voltaje para impulsar los amplificadores de los altavoces.
• Los altavoces de 4 ohmios se utilizan porque los estéreos y amplificadores de los automóviles (en particular, las unidades principales de los automóviles) no pueden generar grandes cantidades de energía en los altavoces, ya que tienen una fuente de alimentación de 12 V muy baja. Reducir la impedancia del altavoz de 8 a 4 significa que podemos duplicar la potencia para el mismo voltaje de salida.

De hecho, los estéreos para automóviles solo pueden emitir unos pequeños 15-18 vatios RMS por canal, a pesar de las clasificaciones de potencia máxima exageradas que puede ver en los anuncios. Esto se debe a que solo tienen alrededor de 12 voltios para trabajar y tienen que dividirlos por la mitad para producir ondas de CA que controlen un altavoz.

Los amplificadores para automóviles pueden entregar grandes cantidades de potencia a altavoces de 4 y 2 ohmios. Utilizan una fuente de alimentación interna de "inversor" que aumenta el suministro de +12 V a voltajes más altos. De esta manera, pueden suministrar mucha más energía a los altavoces de 2 o 4 ohmios de lo que sería posible de otra manera.

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