Confuso sobre classificações de Ohm de alto-falante, a palavra impedância e o que tudo significa? Você está no lugar certo!
Neste artigo, cobrirei:
…e mais!
Como acontece, ao longo de muitos, muitos anos, alguns padrões não regulamentados (não rígidos) se desenvolveram para as impedâncias de alto-falante usadas em eletrônicos de consumo.
Em essência, alto-falantes de 8 ohms, 4 ohms e 2 ohms descrevem a faixa geral da impedância do alto-falante e são algumas das mais comumente usadas. Alto-falantes nunca são exatamente 8 ohms ou 4 ohms, por exemplo.
São chamados de "8", "4" e assim por diante porque são aproximadamente essa quantidade. A classificação de Ohms para um alto-falante ajuda você a combiná-lo com a eletrônica que pode acioná-lo corretamente sem ter que se preocupar com pequenas diferenças.
Quando falamos sobre Ohms em alto-falantes junto com a palavra impedância, o que realmente estamos falando é a oposição total do alto-falante ao fluxo de corrente elétrica quando conectado a estéreo ou amplificador.
Ao escolher um alto-falante, a impedância, listada em unidades de medida chamadas Ohms, é usada como boa diretriz aproximada de combinação para equipamentos de estéreo.
Nota: No mundo elétrico, unidades de resistência medidas em Ohms são frequentemente escritas como o símbolo grego Ômega, ou "Ω." Usarei isso frequentemente neste artigo.
Este gráfico mostra a impedância real para alto-falante de 8 ohms medida e plotada em gráfico na faixa de frequências de áudio. Como você pode ver, não é estritamente 8 ohms – muda bastante às vezes.
Um alto-falante classificado 8 ohms é apenas 8 ohms parte do tempo. Isso ocorre porque a impedância de um alto-falante varia bastante devido a fatores do mundo real como ressonância e indutância, dependendo das frequências musicais que o alto-falante está tocando em um dado momento.
Por exemplo, a impedância total de um alto-falante de 8Ω (carga de Ohms vista por um estéreo) pode ser tão baixa quanto 6 ohms, tão alta quanto 70 ohms na ressonância, e se aproximando de 12 ohms perto de frequências altas como mostrado no gráfico aqui.
A frequência de ressonância de um alto-falante é a frequência na qual seu conjunto de ímã e bobina de voz se comporta diferente e não é razoavelmente bem controlado como em outras frequências. Por causa disso, o alto-falante "ressoa" e como resultado cria impedância muito mais alta que afeta vários fatores relacionados ao som naquela breve faixa de frequências.
Isso geralmente é levado em conta por fabricantes de alto-falantes. Eles evitam usar alto-falante perto desta frequência para diminuir problemas com som e desempenho devido a isso.
Indutores são partes elétricas muito úteis que aproveitam a indutância. Indutância é propriedade de elétrons fluindo através de laço de fio e campos magnéticos que se formam ao redor. Assim como um indutor, bobinas de voz de alto-falante têm campos magnéticos criados conforme corrente elétrica flui através delas. Estes campos agem de forma que fornece quantidade de "resistência" dependendo da frequência.
Impedância do alto-falante é a soma total de duas coisas:
A maioria dos alto-falantes usa design tradicional com bobina de voz feita de comprimento muito longo de fio firmemente enrolado em torno de tubo de papel chamado bobina. Quando alimentado por estéreo ou amplificador, campos magnéticos criam movimento conforme são atraídos ou repelidos do ímã do alto-falante. Isso move o cone do alto-falante e som é criado do movimento do ar.
Bobinas de voz de alto-falante sempre têm certa quantidade de resistência (Ohms) do próprio fio que é parte do que compõe a impedância do alto-falante. Isso é o que você medirá ao usar medidor de teste nos terminais do alto-falante.
Devido à propriedade física da indutância, os mesmos campos magnéticos que produzem som de um alto-falante também têm oposição ao fluxo de corrente, um pouco similar à resistência do fio. Isso também contribui um pouco mais para a resistência total que é chamada impedância.
A resistência do fio na bobina de voz e a indutância da bobina podem ser somadas matematicamente para calcular a impedância. (Note que a impedância de um alto-falante é sempre igual ou maior que a resistência de corrente contínua (DC) do fio da bobina.)
Ao medir os Ohms (resistência) de um alto-falante, você está medindo a resistência de corrente contínua (DC) da bobina de fio apenas – não a impedância. No entanto, geralmente é bem próxima da impedância média total.
Ao medir "impedância" com testador de resistência, por exemplo, você está medindo a resistência da bobina de fio, não a impedância total real. Isso requer equipamento mais sofisticado. No entanto, saber a resistência DC coloca você na bola, pois geralmente é bem próxima.
Alto-falantes de 8, 4 e 2 ohms não são necessariamente "melhores" uns que os outros. É mais preciso dizer que a melhor impedância do alto-falante depende do sistema e eletrônicos sendo usados. A melhor impedância é a que combina corretamente a especificação de impedância de amplificador, estéreo ou crossover e entrega o melhor som e potência.
Como são ambos os tipos mais populares no mundo, acho útil esclarecer algumas coisas sobre alto-falantes de 4 ohms vs 8 ohms. Isso é especialmente verdadeiro para proprietários de estéreo doméstico que não estão claros sobre por que devem usar alto-falantes de 8 ohms.
Estéreos domésticos têm vantagem sobre sistemas de estéreo automotivo, pois têm fonte de tensão muito mais alta disponível e não precisam de grandes quantidades de corrente elétrica para entregar potência. Amplificadores automotivos podem entregar enormes quantidades de potência a alto-falantes de 4 e 2 ohms usando fonte de alimentação interna para gerar tensões mais altas (frequentemente em torno de 28V) para amplificar sinal do alto-falante.
Caso contrário, não seria possível acionar alto-falantes automotivos com toneladas de potência e obter graves potentes como muitos gostam de um sistema de 12V.
Amplificadores instalados de fábrica às vezes usam alto-falantes de 2 ou 1 ohm para desenvolver mais potência sem gastar dinheiro em designs de amplificador usando fonte de alimentação melhorada.
Alto-falantes automotivos de 2 e até 1 ohm (sim, 1 ohm!) são raramente usados exceto para subwoofers automotivos e alguns casos especiais. Alguns sistemas de áudio automotivo premium instalados de fábrica usam alto-falantes de impedância mais baixa. Bose e outros são bons exemplos disso.
Fabricantes de carros "trapaceiam" e evitam usar amplificador automotivo "real" com fonte de alimentação interna como produtos aftermarket fazem para economizar dinheiro. Frequentemente usam alto-falantes de 2 ou 1 ohm para desenvolver mais potência entregando mais corrente ao alto-falante para obter um pouco mais de potência da fonte de 12V disponível.
No entanto, isso traz outros problemas como não ser compatível com alto-falantes padrão de 4 ohms quando é hora de atualizar ou substituir defeituosos. Eles também não conseguem produzir tanta potência quanto mesmo amplificador aftermarket de potência moderada que usa alto-falantes de 4 ohms pode.
Mostrado aqui é gráfico comparando potência desenvolvida por alto-falantes de 8 e 4 ohms quando conectados ao mesmo amplificador. Como você pode ver, alto-falante de 8 ohms produz menos potência na mesma saída (volume) que alto-falante de 4 ohms. Isso ocorre porque precisam de tensão mais alta devido à sua impedância maior.
Ohms do alto-falante afeta som normalmente apenas sob certas circunstâncias, como potência (volume) e como interagem com crossovers. Ohms maiores não significam melhor qualidade de som na maioria dos casos.
Você obterá o melhor som ao usar a impedância correta do alto-falante para uma aplicação dada:
No gráfico que postei acima, você pode ver o que acontece se alto-falante de 8 ohms é usado no lugar de 4 ohms. O que você está vendo é:
O que tudo isso significa é que usar alto-falante de 16Ω no lugar de um de 8Ω, por exemplo, tem desvantagens em perda de potência e volume. Não há nada a ganhar fazendo isso. (Da mesma forma o mesmo princípio para alto-falantes de 8Ω e 4Ω também). Para dois alto-falantes idênticos, a qualidade do som em si será a mesma – mas um terá volume menor, pois terá menos potência através dele devido a menor corrente elétrica.
Nota que dobrar potência não significa que o volume dobra. Por causa de como nossos ouvidos funcionam, dobrar potência apenas aumenta o volume que nossos ouvidos percebem em cerca de 3 decibéis (3dB), que é quantidade pequena.
Embora você possa usar alto-falantes de impedância maior com amplificador ou estéreo se quiser, é melhor evitar se puder. Em algumas situações como quando há muita potência disponível de amplificador, é menos problema. No entanto, usar alto-falantes de 8 ohms em sistema de áudio automotivo de 4 ohms, por exemplo, não é desejável porque potência é frequentemente já difícil de conseguir.
O estéreo ou amplificador funcionará bem, mas a potência máxima de saída será 1/2 versus usar alto-falantes de 4 ohms. Além disso, misturar e combinar os dois tipos significa que os alto-falantes terão saída de volume incompatível.
É melhor combinar corretamente impedâncias de alto-falante a estéreos e amplificadores para melhores resultados.
Este diagrama mostra o que é deslocamento de crossover e como impedâncias de alto-falante afetam como crossover funciona. Mudar a carga de Ohms do alto-falante significa que a frequência de crossover mudará e afetará o som.
Crossovers de alto-falante funcionam usando capacitores e indutores que filtram sons baseados na carga do alto-falante a que estão conectados. Quando você muda a impedância do alto-falante usada, você muda a frequência de crossover e o som. Mudar a frequência de crossover assim é chamado "deslocamento de crossover".
Em outras palavras, a faixa de som que os alto-falantes tocarão não será mais como pretendido. Alto-falantes de graves frequentemente terão que tocar sons de médios ou agudos enquanto tweeters podem ser expostos a médios e graves – ambos muito indesejáveis.
Isso pode afetar qualidade do som de várias formas:
Crossovers de alto-falante devem ser usados apenas com a impedância do alto-falante para a qual foram projetados ou não soarão iguais.
Por exemplo, usar crossover de alto-falante doméstico de 8 ohms com alto-falante automotivo de 4 ohms não funcionará corretamente. Isso ocorre porque os valores das peças foram escolhidos para uma impedância apenas. Quando você muda isso, muda dramaticamente a frequência de crossover e você pode esperar som ruim como resultado.
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