Cosa misurano in resistenza CC gli altoparlanti da 2, 4 o 8 Ohm di impedenza?
Gli altoparlanti sono un po' curiosi: vengono chiamati a impedenza 4 o 8 Ohm, ma la maggior parte non misura effettivamente quella resistenza in Ohm quando li controllate!
Perché accade e cosa dovreste misurare controllando la resistenza CC per le impedenze più comuni (2, 4 e 8 Ohm)?
Spiegherò tutto in dettaglio e fornirò una comoda tabella con le misure CC tipiche.
Cosa misurerà in resistenza CC un altoparlante a impedenza 2, 4 o 8 Ohm?
Nel mondo reale un altoparlante da 8 Ohm avrà una misura di resistenza inferiore alla sua classificazione di 8 Ohm. È normale perché la resistenza CC e la resistenza totale, chiamata impedenza, non sono la stessa cosa. La resistenza CC è sempre minore dell'impedenza totale come vedrete.
Potete trovare qui il range tipico di misura in Ohm CC per molte impedenze comuni. Per usare la tabella, trovate la classificazione d'impedenza che vi interessa (1ª colonna) e guardate il range di misura in Ohm nella 2ª colonna.
Tabella range resistenza CC / Ohm per impedenza altoparlanti
| Impedenza altoparlante | Resistenza CC |
|---|---|
| 2 Ohm | 1,2-2 Ohm |
| 4 Ohm | 3,1-4,0 Ohm |
| 8 Ohm | 5,7-8 Ohm |
| 6 Ohm | 4,0-6 Ohm |
| 1 Ohm* | 0,5-1,0 Ohm |
| 16 Ohm* | 12-16 Ohm |
*(Gli altoparlanti da 1 Ohm sono insoliti ma si trovano in alcuni sistemi amplificati premium per auto come Bose. Quelli da 16 Ohm si usano talvolta in sistemi domestici o altri, ma non li incontrerete spesso.)
La tabella copre una vasta gamma di altoparlanti. Questi valori possono variare parecchio tra modelli diversi e dimensioni diverse, anche dello stesso produttore. Non stupitevi se il vostro altoparlante domestico da 8 Ohm misura circa 6 Ohm.
Cos'è l'impedenza degli altoparlanti? Impedenza vs resistenza spiegata
L'impedenza di un altoparlante è la resistenza totale al flusso di corrente elettrica quando è connesso a un amplificatore o stereo. È una combinazione della resistenza a corrente continua (CC) E della porzione di resistenza dovuta ai campi magnetici creati quando un segnale musicale a corrente alternata (CA) viene applicato.
Sia la resistenza che l'impedenza si misurano in Ohm, quindi il risultato finale è un valore totale in Ohm.
Ad esempio, misurando la resistenza di un altoparlante con un tester o ohmmetro, il tester eroga tensione CC e misura la resistenza CC. Se aveste attrezzatura da laboratorio per erogare un segnale CA, vedreste che l'altoparlante sviluppa più resistenza in base alla frequenza applicata.
L'impedenza dell'altoparlante, misurata in Ohm, è la resistenza totale della bobina mobile al flusso di corrente elettrica durante il funzionamento con un segnale musicale, non solo la resistenza CC del filo di cui è fatto.
Impedenza vs resistenza degli altoparlanti spiegata
Come accennato, gli altoparlanti usano una bobina mobile che è un lungo filo avvolto in una bobina strettamente avvolta da macchine di alta precisione in fabbrica.
Quando suonate musica e pilotate un altoparlante con potenza, si creano campi magnetici mentre la corrente scorre nella bobina. Questi campi creano un'opposizione (resistenza, chiamata reattanza in questo caso) al flusso di corrente. È una proprietà molto comune delle bobine di filo, usata anche per creare motori elettrici, bobine d'accensione per motori, pistole stordenti e molto altro.
La bobina ha una proprietà chiamata induttanza che influenza l'intensità dei campi magnetici. La reattanza induttiva è diversa dalla resistenza perché cambia al variare della frequenza, a differenza della resistenza CC.
Questo tipo di "resistenza" si chiama reattanza induttiva.
Le misure di resistenza (Ohm) sono talvolta indicate col simbolo greco Omega: "Ω"
Da dove proviene l'impedenza totale dell'altoparlante
Le formule matematiche per calcolare la reattanza induttiva della bobina mobile a una data frequenza e l'impedenza totale dell'altoparlante. È un po' complicato, ma non troppo male una volta capito!
Purtroppo l'impedenza/reattanza induttiva è un po' complessa matematicamente. A causa del funzionamento dell'induttanza e della fisica coinvolta, l'impedenza totale dell'altoparlante (resistenza + reattanza induttiva) non è semplice come sommare resistenza e reattanza induttiva.
Invece, l'impedenza dell'altoparlante si trova dalla radice quadrata della somma dei quadrati della resistenza del filo della bobina e della reattanza induttiva.
La reattanza induttiva è rappresentata come "Xl", si pronuncia "X sub L" e si misura in Ohm come la resistenza. L'induttanza si misura in "Henry" (H). "uH" significa microHenry (1/100.000 di Henry), "mH" milliHenry (1/1.000 di Henry), ecc.
Gli induttori sono estremamente utili per l'audio – specialmente per i crossover degli altoparlanti. In quel caso, sono un componente critico per crossover passa-alto o passa-basso e vengono scelti in base alla loro induttanza.
Come misurare correttamente l'impedenza degli altoparlanti con un tester
In questa immagine vedete un esempio di come misurare l'impedenza degli altoparlanti usando un ohmmetro o un tester standard impostato su resistenza in Ohm. Impostatelo su uno dei range più bassi (0-10 Ohm, 0-20 Ohm, ecc) o sull'impostazione auto-range se disponibile. Toccate saldamente le punte dei cavi di prova contro metallo pulito e nudo sui terminali dell'altoparlante con almeno un filo scollegato per evitare falsi valori.
Per misurare l'impedenza di un altoparlante vi serve un multimetro o un ohmmetro dedicato.
Procedete così:
- Accendete il tester e impostate la misura Ohm sul range più basso. Spesso è il range x1, 0-10 Ohm, 0-20 Ohm, o auto-range.
- IMPORTANTE! Scollegate uno o entrambi i fili dell'altoparlante per evitare falsi valori dovuti ad altre resistenze connesse. Se altre cose sono collegate possono causare letture errate.
- Tenete le sonde saldamente sui terminali dell'altoparlante su un punto di metallo pulito e nudo. Il tester dovrebbe stabilizzarsi rapidamente. Il tester mostrerà la resistenza CC del filo della bobina mobile.
- Usate il valore misurato per determinare l'impedenza approssimativa più vicina (vedete la mia tabella sopra se volete).
- Per altoparlanti dentro un mobile o cassa come sistemi a 2 vie, i crossover possono interferire con questa lettura con alcune eccezioni. Tuttavia, in molti casi, misurate comunque bene la resistenza del woofer. (Consiglio comunque di scollegare almeno un filo prima di misurare.)
Ricordate che non misurerete esattamente 4 Ohm per un altoparlante da 4 Ohm o 8 Ohm per uno da 8 Ohm. La misura CC è quasi sempre circa il 30% inferiore alla classificazione d'impedenza sulla confezione o etichetta.
Selezione del range di resistenza (Ohm) corretto del tester per altoparlanti
È importante usare il range Ohm corretto sul tester quando misurate l'impedenza degli altoparlanti. L'impostazione sbagliata potrebbe non mostrare nulla di utile o darvi l'idea errata che l'altoparlante sia bruciato o dare una lettura incorretta.
Se non siete sicuri, consultate il manuale del tester. Molti multimetri digitali moderni hanno un'impostazione auto che regola automaticamente il range e la posizione decimale. Altri richiedono la selezione manuale.
Come regola generale, usate il range più basso che include 0-10 Ohm (o simile) e salite se necessario.
Quasi mai accadrà, ma in caso di cattivo contatto, altoparlante bruciato (o quasi), potreste ottenere una lettura non corrispondente alla normale resistenza CC.
Nella mia esperienza, però, non è qualcosa che incontrerete spesso, se mai.
Cosa succede se l'impedenza del mio altoparlante è troppo bassa o troppo alta?
Questo grafico mostra come un altoparlante a impedenza più alta eroga meno potenza di quello corretto che dovrebbe abbinarsi a un amplificatore o stereo. Ad esempio, usare un altoparlante da 8 Ohm al posto di uno da 4 Ohm significa ottenere metà potenza e, di conseguenza, non potrete mai raggiungere lo stesso volume o prestazioni per cui avete pagato.
Usare un altoparlante non abbinato allo stereo o amplificatore per cui è classificato può avere risultati relativamente minori – o addirittura terribili a seconda della situazione:
- Usare un altoparlante a impedenza più alta non danneggia l'attrezzatura. Il risultato sarà minore potenza sviluppata e quindi volume massimo inferiore. Potreste però introdurre problemi con i crossover degli altoparlanti.
- Usare un'altoparlante a impedenza inferiore a quella specificata farà surriscaldare radio o amplificatori e potrà causare danni permanenti perché la corrente d'uscita sarà molto superiore a quella per cui sono progettati.
Ad esempio, se usaste altoparlanti da 8 Ohm al posto di quelli da 4 Ohm per auto non fareste danni perché uscirà meno corrente e non si surriscalderà. Il problema sarà (anche se suonerà bene) che la potenza totale disponibile sarà la metà di un altoparlante da 4 Ohm.
Tuttavia, c'è un problema enorme se usate un'altoparlante a minore impedenza abbinato all'amplificatore, stereo domestico, ecc. Il risultato sarà che inizierà a surriscaldarsi e potrà subire danni permanenti smettendo di produrre suono.
Perché usare un'altoparlante a impedenza inferiore costringe la radio o l'amplificatore a tentare di erogare il doppio (o più!) della corrente per cui è progettato.
Se siete fortunati la radio, lo stereo domestico o l'amplificatore si spegnerà per proteggersi. Purtroppo, negli anni ho visto spesso amplificatori o radio bruciare i loro stadi d'uscita per cortocircuito o altoparlanti a impedenza sbagliata connessi.
Perché gli altoparlanti a impedenza inferiore bruciano amplificatori o radio?
I transistor di alta potenza usati in dispositivi audio domestici o auto possono gestire solo una certa quantità di corrente elettrica (ampere) o calore. Quando costretti a gestire più del loro limite sicuro diventano incredibilmente caldi e iniziano a degradarsi. Prima o poi smettono di funzionare perché i componenti a semiconduttore sono distrutti.
Attenzione! Non cablate mai gli altoparlanti in modo da dare un carico totale inferiore a quello per cui la radio o l'amplificatore è classificato. Inoltre, non indovinate l'impedenza corretta – controllate prima. Non rischiate, sarà una lezione costosa su cosa non fare!
Cosa succede se uso un'altoparlante a impedenza diversa su un crossover?
Diagramma che mostra cosa succede quando cambiate il carico in Ohm dell'altoparlante connesso a un crossover: si verifica lo spostamento del crossover (crossover shift). Ciò significa che, essendo stato progettato per un'impedenza diversa, la frequenza alla quale lavora cambia.
Come accennato, i crossover si basano su componenti (condensatori e induttori) che funzionano come filtri secondo il carico dell'altoparlante a cui sono connessi. Per questo, cambiando l'impedenza dell'altoparlante cambiate la frequenza di crossover e il suono.
Potete notare diversi problemi:
- Suono "duro" da woofer o midrange. I tweeter possono suonare distorti e iniziare a "spezzare" il suono ad alto volume.
- Qualità musicale "sottile", debole.
- Vuoti nelle gamme sonore che dovreste sentire.
I crossover per altoparlanti possono essere usati solo con l'impedenza per cui sono progettati, altrimenti non suoneranno uguale.
Ad esempio, usare un crossover per altoparlanti domestici da 8 Ohm con un altoparlante auto da 4 Ohm non funzionerà correttamente. I valori dei componenti erano scelti per una sola impedenza. Cambiandola, si modifica drasticamente la frequenza di crossover!
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