9 casos entre Impedância e Potência de Caixas

daviddatal · 26 de janeiro de 2013

Olá,

Analisando a ligação de caixas de som com amplificador percebi que existem 9 situações. Organizei da seguinte forma:

Impedância e Potência da caixa em relação à Impedância e Potência do amplificador ex:

Z da caixa > que Z do amplificador, P da caixa > que P do amplificador

nota: Z = Impedância e P = Potência

casos:

1º Z= P=

2º Z= P>

3º Z= P<

4º Z> P=

5º Z> P>

6º Z> P<

7º Z< P=

8º Z< P>

9º Z< P<

O que acontece com o amplificador e com a caixa de som em cada um desses 9 casos?

faller · 26 de janeiro de 2013

Simplificando ai sua tabela, poderia colocar alguns conceitos, a saber:

A potência de um amplificador é uma promessa, é uma característica de máxima potência que o mesmo pode entregar a uma determinada carga, muito bem definida..

Se pode ligar um amplificador de 100 Watts a uma caixa de 10 Watts, desde que não se aplique a carga toda a potência que o amplificador pode entregar.

Esse amplificador e essa caixa, no seu quarto, numa audição normal de música, bem pode estar entregando 3 a 4 Watts e mal se conseguiria conversar ai.. Amplificador de 100 Watts, entregando 4 Watts de programa musical a uma caixa que aguenta no máximo 10 Watts, e o volume musical estará alto, bem alto..

A pressão acústica é um fenômeno que é sentido de modo logarítmico. Se tens uma sensação provocada por 1 Watt de áudio tens de dobrar a potência, aproximadamente, para que o corpo humano, seu aparelho auditivo perceba um mínimo de variação para mais no nível de áudio, no volume. A próxima sensação de aumento vai ocorrer de novo com o dobro da potência e asim vai..

1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 Watts. Se houverem essas variações dai você só terá notado cerca de 7 pequenas variações no volume do áudio..

Potência portanto, pense bem, é muito subjetivo e é uma sensação que exige uma excitação logarítmico, para parecer linearmente crescente..

A potência em uma caixa de som, também é uma variável essencialmente elétrica e significa o máximo valor desa variável que determinada caixa pode aguentar.. Não tem nada a ver com a pressão acústica..

Se inserires 1 watt de áudio em duas diferentes caixas de som, uma delas que aguenta somente 2 Watts e outra que aguenta 100 Watts, é muito provável que o volume de som, a presão acústica derivada da caixa de menor potência lhe pareça bem maior que a daquela caixa de 100 Watts. Ou seja, a potência de uma caixa de som jamais representa o evento final que é a pressão acústica que é a energia transformada em áudio literalmente. O efetivo resultado depende de inúmeros outros fatores como a eficiência dos transdutores, de detalhes construtivos da caixa, etc..

Voltando a sua pergunta e a sua tabela, que poderia ser resumida, muito mais resumida, assim, olhando sempre um só dos elementos. Terias só duas variáveis..

1) A impedância da caixa com relação a impedância do amplificador

2) A potência máxima da caixa com relação a máxima potência que o amplificador pode entregar.

Vejamos pois:

1) A impedância da caixa com relação a impedância do amplificador.

Se a impedância da caixa for igual a impedância do amplificador ai se tem condições de transferir a máxima potência de um sistema a outro. Esse seria ao caso ideal..

Se a impedância da caixa for maior que a do amplificador, haverão perdas, a potência transferida do amplificador a caixa sofrerá uma baixa com relação ao caso ideal visto ai acima (Zamplificador=Zcaixa).

Se a impedância da caixa for menor que a do amplificador, via de regra também se teria alguma perda. Aqui cabe uma ressalva. Estágios de saída transistorizados costumam ter impedância bem baixa e sequer sentir, de todo, uma queda da impedância da caixa e conseguem responder bem e inclusive ganhar em potência com relação ao caso ideal.. Mas como regra geral se essa impedâncoa da carga for menor que a impedância do amplificador haverá um aumento na demanda de corrente, de parte do amplificador, e ai questões como a real capacidade do amplificador ou da fonte do mesmo aguentar esse overhead tem de ser considerados. Mas o certo é que sobrecarrega o amplificador..

Isso tudo de modo totalmente independente da capacidade de dissipação da caixa, independentemente de que se ela é maior, menor ou igual a capacidade de oferta do amplificador.. Por isso discordo com aquela tua tabela de situações, não tem sentido..

2) A potência máxima da caixa com relação a máxima potência que o amplificador pode entregar.

Ai é muito simples..

Se a potência da caixa é igual ou maior que aquela que o amplificador pode entregar, nada acontecerá coma caixa, ela dará conta do recado, do que tem a fazer..

Se a potência da caixa for menor que aquela que o amplificador pode entregar, essa caixa poderá se danificar desde que o amplificador entregue efetivamente essa potência. Um detalhe. O sinal musical é tremendamente complexo em termos de volume e de potência efetiva. Pode se ter um sinal de áudio com 100 Watts de potência nos picos, em curtos intervalos de tempo, e com uma distribuição média de potência da otrdem de 40 Watts, só como exemplo. Uma caixa de som que aguente 80 Watts somente, submetida a esse sinal, bem poderá não se danificar, mesmo tendo sua potência máxima sendo excedida eventualmente..

O áudio não é uma frequência sempre igual e com amplitude constante, isto é com potência constante (só em testes)..

Não sei se deu para entender ou só complicou..

A ideia principal é de que:

- A potência da caixa de som é na verdade a máxima potência elétrica que ela deve poder receber sem dano a mesma. Só isso. Nada, absolutamente nada tem a ver com sua capacidade de inundar de som um ambiente, não define a eficiência da mesma em transformar determinado sinal elétrico em pressão sonora..

- Potência máxima de um amplificador define que ele em condições adequadas, com a carga correta, conseguiria entregar essa potência a carga se o sinal de excitação fosse um nível constante de sinal.. (tom de áudio)..

- Se a caixa não aguentar potência menor qie aquela do amplificador ela, a caixa poderá ser danificada se esse amplificador passar da potência que a caixa aguenta..

- O correto emtre caixa e amplificador é casar a impedância. Se a caixa tiver impedância menor que a do amplificador vai sobrecarregar o amplificador e fonte dele. Se a impedância da caixa for maior, haverá perda de potência máxima ai nessa transferência se considerada a situação ideal..

albert_emule · 26 de janeiro de 2013

Olá,
Analisando a ligação de caixas de som com amplificador percebi que existem 9 situações. Organizei da seguinte forma:

Impedância e Potência da caixa em relação à Impedância e Potência do amplificador ex:

Z da caixa > que Z do amplificador, P da caixa > que P do amplificador

nota: Z = Impedância e P = Potência

casos:

1º Z= P=

2º Z= P>

3º Z= P<

4º Z> P=

5º Z> P>

6º Z> P<

7º Z< P=

8º Z< P>

9º Z< P<

O que acontece com o amplificador e com a caixa de som em cada um desses 9 casos?

Este artigo foi feito por quem entende e vai lhe ajudar no assunto:

Por que o amp tem que ter o dobro da potência do falante? E o que é o tão falado headroom?

Afinal de contas: por que o dobro da potência?

Percebendo a grande confusão que ainda se faz quando o assunto é headroom (relação de dimensionamento/sobra de potência entre falantes e amps), criamos este documento a fim de esclarecer ao máximo o assunto em um nível mais técnico e didático.

A explicação para a pergunta é bem simples, na verdade. O problema todo está no modo com o qual amps e falantes são especificados em potência. As normas não são exatamente compatíveis.

Amplificadores são especificados com sinal senoidal, enquanto que falantes são especificados com ruido rosa. A potência com ruído rosa é bem diferente da potência com sinal senoidal.

- Qual a diferença do sinal senoidal, do ruido rosa para o amp? O sinal senoidal consegue extrair cerca de 4 vezes mais potência do amplificador do que o ruido rosa. Já onda quadrada extrai até 8 vezes mais potência do mesmo amp.!

Um amp. que fornece 2.000 watts RMS com sinal senoidal, dará somente cerca de 500 watts RMS com ruído rosa e cerca de 4.000 watts RMS com onda quadrada.

- E qual a diferença entre os sinais para um falante? Para o falante, não faz diferença! Se ele aguenta 500 watts RMS com ruido rosa, aguentará também somente 500 watts de sinal senoidal ou de onda quadrada.

Agora fica fácil entender: Quando o amp. é especificado como tendo 500 watts RMS, quer dizer que ele dá 500 watts RMS com sinal senoidal, que com ruido rosa ele dará apenas 125 watts e que com onda quadrada ele dará 1.000 watts.

Se ligarmos um amp de 500 watts em num falante especificado em 500 watts RMS também, ele será adequado quando tivermos uma senoide, fraco quando tivermos ruido rosa e queimará o falante com onda quadrada. - Então tá resolvido? Não! Porque no uso prático, não teremos nem somente ruído rosa, nem sinal senoidal nem onda quadrada. Teremos sim uma mistura de tudo isso, que é o que chamamos de música, e é por isso que processadores são tão importantes, pois eles automaticamente (quando bem ajustados) trabalham o sinal musical de modo que os falantes não sejam nem subutilizados e nem sobrecarregados ou destruídos.

- Mas como então saber qual a potência de amplificador adequada a potência do falante, já que os sinais se misturam? Não existe uma fórmula exata.

Existem inúmeras diferenças de amplitude entre os diversos tipos de música, mas todas elas se parecem mais com o ruído rosa do que com uma senoide ou onda quadrada. E se a música se parece com o ruído rosa, quer dizer que com música aquele amplificador que dá 500 watts RMS senoidal, só dará cerca de 125 watts, como vimos.

- Então, resolvido: se é pra tocar música com falantes de 500 watts RMS, o amp. tem que ter 2.000 watts RMS, certo? Errado! Errado porque se aparecer qualquer onda quadrada ou senoide no meio da música (e isso pode ser traduzido em microfonias, microfones caindo no chão, transientes, scratches, saturação de equalização no mixer, etc, etc, etc.) aquele amp. que só daria supostos 500 watts com música poderá mandar por instantes até 4.000 watts para o falante de 500... já viu o estrago, né?

Música eletrônica geralmente se aproxima muito mais de senóides do que o Jazz, por exemplo. Sendo assim, podemos dizer que elas tendem a tirar mais potência média do amplificador do que o Jazz. Chamamos essas diferenças de "fator de crista" da música. O Jazz, portanto tem fator de crista alto, enquanto música eletrônica tem fator de crista baixo. Quanto menor o fator de crista da música, maior será a potência média extraida do amplificador e menos potente o amplificador terá de ser para conseguir queimar os falantes.

Logo, amplificadores que possuam quatro vezes a potência dos falantes podem ser realmente um exagero em alguns casos, mas pelo menos o dobro é sempre indicado, lembrando sempre do mais importante de tudo: USAR UM PROCESSADOR ADEQUADO E BEM AJUSTADO!

Utilizar processadores mal ajustados é o mesmo que jogar dinheiro no lixo. Mas ajustar corretamente processadores não é tarefa tão simples. Por isso existem tabelas prontas com instruções e ajustes diferentes para cada tipo de processador, cada tipo de amplificador e cada tipo de falante.

Exemplos deste tipo de tabela podem ser vistos no link: www.studior.com.br/dspoint.htm

Se você tem um bom processador e ajustá-lo corretamente, você pode trabalhar com quanta sobra de potência achar melhor. O dobro de potência de sobra é indicado. Mais do que o quádruplo já pode ser considerado um exagero.

A fim de ajudar neste assunto tão polêmico, tentamos simplificar ao máximo as explicações aqui, mas o assunto todo é amplamente esclarecido em trabalho publicado na AES disponível no link: www.studior.com.br/aes2000.pdf

IMPORTANTE: Se você não possui condições de investir em amplificadores com o dobro ou mais da potência de seus falantes e nem em processadores adequados, escolha então amplificadores com no mínimo a mesma potência dos falantes e com limitadores de potência e distorção embutidos. Eles não aproveitarão a absoluta capacidade de seus falantes, mas tirarão o máximo possível sem destruí-los. De forma segura e suficientemente eficiente para muitos casos. E compre falantes menos potentes da próxima vez, assim você não gasta dinheiro a toa.

No caso de maiores dúvidas, estamos à disposição.

Um forte abraço a todos!

Fonte:

Studio R, fabricante de amplificadores profissionais.

daviddatal · 29 de janeiro de 2013

Simplificando ai sua tabela, poderia colocar alguns conceitos, a saber:
A potência de um amplificador é uma promessa, é uma característica de máxima potência que o mesmo pode entregar a uma determinada carga, muito bem definida..

Se pode ligar um amplificador de 100 Watts a uma caixa de 10 Watts, desde que não se aplique a carga toda a potência que o amplificador pode entregar.

Esse amplificador e essa caixa, no seu quarto, numa audição normal de música, bem pode estar entregando 3 a 4 Watts e mal se conseguiria conversar ai.. Amplificador de 100 Watts, entregando 4 Watts de programa musical a uma caixa que aguenta no máximo 10 Watts, e o volume musical estará alto, bem alto..

A pressão acústica é um fenômeno que é sentido de modo logarítmico. Se tens uma sensação provocada por 1 Watt de áudio tens de dobrar a potência, aproximadamente, para que o corpo humano, seu aparelho auditivo perceba um mínimo de variação para mais no nível de áudio, no volume. A próxima sensação de aumento vai ocorrer de novo com o dobro da potência e asim vai..

1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 Watts. Se houverem essas variações dai você só terá notado cerca de 7 pequenas variações no volume do áudio..

Potência portanto, pense bem, é muito subjetivo e é uma sensação que exige uma excitação logarítmico, para parecer linearmente crescente..

A potência em uma caixa de som, também é uma variável essencialmente elétrica e significa o máximo valor desa variável que determinada caixa pode aguentar.. Não tem nada a ver com a pressão acústica..

Se inserires 1 watt de áudio em duas diferentes caixas de som, uma delas que aguenta somente 2 Watts e outra que aguenta 100 Watts, é muito provável que o volume de som, a presão acústica derivada da caixa de menor potência lhe pareça bem maior que a daquela caixa de 100 Watts. Ou seja, a potência de uma caixa de som jamais representa o evento final que é a pressão acústica que é a energia transformada em áudio literalmente. O efetivo resultado depende de inúmeros outros fatores como a eficiência dos transdutores, de detalhes construtivos da caixa, etc..

Voltando a sua pergunta e a sua tabela, que poderia ser resumida, muito mais resumida, assim, olhando sempre um só dos elementos. Terias só duas variáveis..

1) A impedância da caixa com relação a impedância do amplificador

2) A potência máxima da caixa com relação a máxima potência que o amplificador pode entregar.

Vejamos pois:

1) A impedância da caixa com relação a impedância do amplificador.

Se a impedância da caixa for igual a impedância do amplificador ai se tem condições de transferir a máxima potência de um sistema a outro. Esse seria ao caso ideal..

Se a impedância da caixa for maior que a do amplificador, haverão perdas, a potência transferida do amplificador a caixa sofrerá uma baixa com relação ao caso ideal visto ai acima (Zamplificador=Zcaixa).

Se a impedância da caixa for menor que a do amplificador, via de regra também se teria alguma perda. Aqui cabe uma ressalva. Estágios de saída transistorizados costumam ter impedância bem baixa e sequer sentir, de todo, uma queda da impedância da caixa e conseguem responder bem e inclusive ganhar em potência com relação ao caso ideal.. Mas como regra geral se essa impedâncoa da carga for menor que a impedância do amplificador haverá um aumento na demanda de corrente, de parte do amplificador, e ai questões como a real capacidade do amplificador ou da fonte do mesmo aguentar esse overhead tem de ser considerados. Mas o certo é que sobrecarrega o amplificador..

Isso tudo de modo totalmente independente da capacidade de dissipação da caixa, independentemente de que se ela é maior, menor ou igual a capacidade de oferta do amplificador.. Por isso discordo com aquela tua tabela de situações, não tem sentido..

2) A potência máxima da caixa com relação a máxima potência que o amplificador pode entregar.

Ai é muito simples..

Se a potência da caixa é igual ou maior que aquela que o amplificador pode entregar, nada acontecerá coma caixa, ela dará conta do recado, do que tem a fazer..

Se a potência da caixa for menor que aquela que o amplificador pode entregar, essa caixa poderá se danificar desde que o amplificador entregue efetivamente essa potência. Um detalhe. O sinal musical é tremendamente complexo em termos de volume e de potência efetiva. Pode se ter um sinal de áudio com 100 Watts de potência nos picos, em curtos intervalos de tempo, e com uma distribuição média de potência da otrdem de 40 Watts, só como exemplo. Uma caixa de som que aguente 80 Watts somente, submetida a esse sinal, bem poderá não se danificar, mesmo tendo sua potência máxima sendo excedida eventualmente..

O áudio não é uma frequência sempre igual e com amplitude constante, isto é com potência constante (só em testes)..

Não sei se deu para entender ou só complicou..

A ideia principal é de que:

- A potência da caixa de som é na verdade a máxima potência elétrica que ela deve poder receber sem dano a mesma. Só isso. Nada, absolutamente nada tem a ver com sua capacidade de inundar de som um ambiente, não define a eficiência da mesma em transformar determinado sinal elétrico em pressão sonora..

- Potência máxima de um amplificador define que ele em condições adequadas, com a carga correta, conseguiria entregar essa potência a carga se o sinal de excitação fosse um nível constante de sinal.. (tom de áudio)..

- Se a caixa não aguentar potência menor qie aquela do amplificador ela, a caixa poderá ser danificada se esse amplificador passar da potência que a caixa aguenta..

- O correto emtre caixa e amplificador é casar a impedância. Se a caixa tiver impedância menor que a do amplificador vai sobrecarregar o amplificador e fonte dele. Se a impedância da caixa for maior, haverá perda de potência máxima ai nessa transferência se considerada a situação ideal..

Muito bom Faller. Fixei o seguinte:

Impedância da caixa = impedância do amplificador = Máxima transferência de potência (como diz o Gabriel Torres),

Impedância da caixa menor = perigo de sobrecarregar o amplificador, pois passará mais corrente.

Impedância da caixa maior = amplificador não terá como mandar um sinal eficiente pois a impedância maior da caixa dificulta a passagem de corrente.

Potência da caixa igual = caixa aguenta potência máxima que amplificador manda.

Potência da caixa menor = não colocar volume do amplificador no máximo.

Potência da caixa maior = não tem perigo algum, mesmo com o amplificador no máximo.

Mas porque pessoas recomendam que a potência do amplificador seja maior que a das caixas?

mroberto98 · 29 de janeiro de 2013

Não é apenas pessoas que recomendam que o amplificador tenho o dobro da potencia que a caixa, os fabricantes também recomendam isso....

Por exemplo, um amp de 200w rms, te da 200w de onda senoidal continua... Uma musica não é uma onda continua, ela é mais parecida com um ruído Rosa... Por isso, esse amp de 200w, dara uma potencia Max muito menor que 200w no sinal da musica... Um alto falante tem duas especificações, uma é a potencia e a outra é a potencia elétrica Max dissipada...

Se um alto falante tem 200w, o amp devera ter 400w rms para aproveitar a potencia do alto falante.

daviddatal · 29 de janeiro de 2013

Este artigo foi feito por quem entende e vai lhe ajudar no assunto:
Por que o amp tem que ter o dobro da potência do falante? E o que é o tão falado headroom?

Afinal de contas: por que o dobro da potência?

Percebendo a grande confusão que ainda se faz quando o assunto é headroom (relação de dimensionamento/sobra de potência entre falantes e amps), criamos este documento a fim de esclarecer ao máximo o assunto em um nível mais técnico e didático.

A explicação para a pergunta é bem simples, na verdade. O problema todo está no modo com o qual amps e falantes são especificados em potência. As normas não são exatamente compatíveis.

Amplificadores são especificados com sinal senoidal, enquanto que falantes são especificados com ruido rosa. A potência com ruído rosa é bem diferente da potência com sinal senoidal.

- Qual a diferença do sinal senoidal, do ruido rosa para o amp? O sinal senoidal consegue extrair cerca de 4 vezes mais potência do amplificador do que o ruido rosa. Já onda quadrada extrai até 8 vezes mais potência do mesmo amp.!

Um amp. que fornece 2.000 watts RMS com sinal senoidal, dará somente cerca de 500 watts RMS com ruído rosa e cerca de 4.000 watts RMS com onda quadrada.

- E qual a diferença entre os sinais para um falante? Para o falante, não faz diferença! Se ele aguenta 500 watts RMS com ruido rosa, aguentará também somente 500 watts de sinal senoidal ou de onda quadrada.

Agora fica fácil entender: Quando o amp. é especificado como tendo 500 watts RMS, quer dizer que ele dá 500 watts RMS com sinal senoidal, que com ruido rosa ele dará apenas 125 watts e que com onda quadrada ele dará 1.000 watts.

Se ligarmos um amp de 500 watts em num falante especificado em 500 watts RMS também, ele será adequado quando tivermos uma senoide, fraco quando tivermos ruido rosa e queimará o falante com onda quadrada. - Então tá resolvido? Não! Porque no uso prático, não teremos nem somente ruído rosa, nem sinal senoidal nem onda quadrada. Teremos sim uma mistura de tudo isso, que é o que chamamos de música, e é por isso que processadores são tão importantes, pois eles automaticamente (quando bem ajustados) trabalham o sinal musical de modo que os falantes não sejam nem subutilizados e nem sobrecarregados ou destruídos.

- Mas como então saber qual a potência de amplificador adequada a potência do falante, já que os sinais se misturam? Não existe uma fórmula exata.

Existem inúmeras diferenças de amplitude entre os diversos tipos de música, mas todas elas se parecem mais com o ruído rosa do que com uma senoide ou onda quadrada. E se a música se parece com o ruído rosa, quer dizer que com música aquele amplificador que dá 500 watts RMS senoidal, só dará cerca de 125 watts, como vimos.

- Então, resolvido: se é pra tocar música com falantes de 500 watts RMS, o amp. tem que ter 2.000 watts RMS, certo? Errado! Errado porque se aparecer qualquer onda quadrada ou senoide no meio da música (e isso pode ser traduzido em microfonias, microfones caindo no chão, transientes, scratches, saturação de equalização no mixer, etc, etc, etc.) aquele amp. que só daria supostos 500 watts com música poderá mandar por instantes até 4.000 watts para o falante de 500... já viu o estrago, né?

Música eletrônica geralmente se aproxima muito mais de senóides do que o Jazz, por exemplo. Sendo assim, podemos dizer que elas tendem a tirar mais potência média do amplificador do que o Jazz. Chamamos essas diferenças de "fator de crista" da música. O Jazz, portanto tem fator de crista alto, enquanto música eletrônica tem fator de crista baixo. Quanto menor o fator de crista da música, maior será a potência média extraida do amplificador e menos potente o amplificador terá de ser para conseguir queimar os falantes.

Logo, amplificadores que possuam quatro vezes a potência dos falantes podem ser realmente um exagero em alguns casos, mas pelo menos o dobro é sempre indicado, lembrando sempre do mais importante de tudo: USAR UM PROCESSADOR ADEQUADO E BEM AJUSTADO!

Utilizar processadores mal ajustados é o mesmo que jogar dinheiro no lixo. Mas ajustar corretamente processadores não é tarefa tão simples. Por isso existem tabelas prontas com instruções e ajustes diferentes para cada tipo de processador, cada tipo de amplificador e cada tipo de falante.

Exemplos deste tipo de tabela podem ser vistos no link: www.studior.com.br/dspoint.htm

Se você tem um bom processador e ajustá-lo corretamente, você pode trabalhar com quanta sobra de potência achar melhor. O dobro de potência de sobra é indicado. Mais do que o quádruplo já pode ser considerado um exagero.

A fim de ajudar neste assunto tão polêmico, tentamos simplificar ao máximo as explicações aqui, mas o assunto todo é amplamente esclarecido em trabalho publicado na AES disponível no link: www.studior.com.br/aes2000.pdf

IMPORTANTE: Se você não possui condições de investir em amplificadores com o dobro ou mais da potência de seus falantes e nem em processadores adequados, escolha então amplificadores com no mínimo a mesma potência dos falantes e com limitadores de potência e distorção embutidos. Eles não aproveitarão a absoluta capacidade de seus falantes, mas tirarão o máximo possível sem destruí-los. De forma segura e suficientemente eficiente para muitos casos. E compre falantes menos potentes da próxima vez, assim você não gasta dinheiro a toa.

No caso de maiores dúvidas, estamos à disposição.

Um forte abraço a todos!

Fonte:

Studio R, fabricante de amplificadores profissionais.