Impedenza dell’altoparlante, gestione della potenza e cablaggio
Il valore ohm dell’altoparlante è un’indicazione dell’impedenza AC dell’altoparlante, che varia con la frequenza del segnale di ingresso. Questa variazione dell’impedenza dell’altoparlante può essere vista sulla curva di impedenza della scheda tecnica dell’altoparlante. Questo è il motivo per cui la scheda tecnica indica che questo diffusore ha una “impedenza nominale” di 8 ohm.”
La maggior parte degli altoparlanti sono disponibili in valori ohm alternativi (di solito 4, 8 e 16 ohm). Questa varietà permette una maggiore flessibilità nel far corrispondere l’impedenza equivalente complessiva dei vostri altoparlanti all’impedenza di uscita dell’amplificatore. È importante che l’impedenza di uscita del vostro amplificatore corrisponda all’impedenza equivalente complessiva dei vostri altoparlanti per il massimo trasferimento di potenza e per non danneggiare l’amplificatore.
Quando usate più di un altoparlante con il vostro amplificatore l’impedenza equivalente complessiva cambia a seconda di come gli altoparlanti sono cablati. È possibile cablare più altoparlanti “in serie”, “in parallelo” o in una combinazione delle due configurazioni di cablaggio (“serie/parallelo”).
Gli altoparlanti hanno anche una potenza nominale che indica quanta potenza dall’amplificatore possono gestire prima di essere danneggiati. Quando usi più altoparlanti, la potenza in uscita dall’amplificatore sarà distribuita tra gli altoparlanti. Raccomandiamo di usare altoparlanti con lo stesso valore di ohm in casse multiple in modo che la potenza sia distribuita uniformemente ad ogni altoparlante. (Per l’amplificazione della chitarra, raccomandiamo di scegliere un altoparlante valutato per almeno il doppio della potenza massima che potrebbe sperimentare dall’amplificatore).
Esempio 1: Cablaggio di un singolo altoparlante
Nell’esempio 1, abbiamo un amplificatore da 50W con un’impedenza di uscita di 8 ohm. È stato abbinato a un diffusore da 8 ohm.
Siccome c’è solo un diffusore, potrebbe sperimentare tutti i 50W dell’amplificatore.
In questo caso si consiglia di scegliere un diffusore da 8 ohm con una potenza nominale di almeno 100W.
Esempio 2: Cablaggio in serie
Quando più altoparlanti sono collegati in serie, la somma delle impedenze nominali degli altoparlanti dovrebbe essere uguale all’impedenza di uscita dell’amplificatore.
~z_{testo{equivalente}~ = Impedenza complessiva equivalente
~z_n~ = Impedenza dell’altoparlante ~n~
$z_{testo{equivalente}} = z_1 + z_2 + \ldots + z_n$
Nell’esempio 2, abbiamo un amplificatore da 50W con un’impedenza di uscita di 8 ohm. Per determinare i valori degli altoparlanti, dobbiamo risolvere usando la formula dell’impedenza equivalente.
$z_{{testo{equivalente}} = z_1 + z_2 + \ldots + z_n$$z_{{testo{equivalente}} = 8Ω$$8Ω = z_1 + z_2$
Siccome sappiamo che ~z_1 = z_2~, possiamo semplificare:
$8Ω = z_{testo{parlante}} + z_{testo{parlante}$$8Ω = 2 volte z_{testo{parlante}}$$frac{8Ω}{2} = z_{testo{parlante}$$z_{testo{parlante}} = 4Ω$
Siccome ci sono due altoparlanti, ogni altoparlante potrebbe sperimentare 25W (metà della potenza in uscita dall’amplificatore).
In questo caso si consiglia di scegliere due altoparlanti da 4 ohm con potenza nominale di almeno 50W ciascuno.
Esempio 3: Cablaggio in parallelo
Quando più altoparlanti sono cablati in parallelo, le cose sono un po’ più complicate perché l’impedenza complessiva del circuito in parallelo sarà inferiore ai valori di impedenza dei singoli altoparlanti, come mostrato nella seguente formula.
~z_{{testo{equivalente}~ = Impedenza complessiva equivalente
~z_n~ = Impedenza dell’altoparlante ~n~
$z_{testo{equivalente} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + Nell’esempio 3, abbiamo un amplificatore da 50W con un’impedenza di uscita di 8 ohm. Per determinare i valori degli altoparlanti, dobbiamo risolvere usando la formula dell’impedenza equivalente. $z_{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + $$z_{{testo{equivalente}} = 8Ω$$8Ω = \frac{1}{frac{1}{z_1} + $
Siccome sappiamo che ~z_1 = z_2~, possiamo semplificare:
$8Ω = \frac{1}{frac{1}{z_{\frac{1}}} + \frac{1}{z_{testo{parlante}}}}$$8Ω = \frac{1}{frac{2}{z_{testo{parlante}}}}$$8Ω = \frac{z_{testo{parlante}}}{2}$$z_{testo{parlante}} = 16Ω$
Siccome ci sono due altoparlanti, ogni altoparlante potrebbe sperimentare 25W (metà della potenza in uscita dall’amplificatore).
In questo caso si consiglia di scegliere due diffusori da 16 ohm con una potenza nominale di almeno 50W ciascuno.
Esempio 4: Cablaggio Serie/Parallelo
Quando più altoparlanti sono cablati in una configurazione serie/parallelo, le cose diventano ancora più complicate. Per prima cosa, l’impedenza equivalente deve essere determinata per tutti i diffusori cablati in serie usando la stessa formula dell’esempio 2 di cui sopra. Una volta fatto questo, allora l’impedenza complessiva del circuito può essere calcolata usando la formula del circuito parallelo nell’esempio 3.
Nell’esempio 4, abbiamo un amplificatore da 50W con un’impedenza di uscita di 8 ohm. Per determinare l’impedenza degli altoparlanti, dovremo risolvere usando sia la formula del perallelo che la formula della serie per l’impedenza equivalente.
Poiché i due altoparlanti superiori sono cablati in parallelo con i due altoparlanti inferiori, possiamo esprimere la formula dell’impedenza equivalente usando la formula dell’impedenza parallela come segue:
$z_{{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + \dots + \frac{1}{z_n}}$$z_{{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_{testo{top}}
Quindi, per risolvere questa formula, abbiamo bisogno di determinare l’impedenza per i gruppi di altoparlanti in alto e in basso. Ognuno di questi due gruppi di altoparlanti è cablato in serie, quindi possiamo usare la formula dell’impedenza in serie equivalente per risolvere.
$z_{testo{equivalente}} = z_1 + z_2 + \ldots + z_n$$z_{{testo{top}} = z_1 + z_2$
Perché tutti gli altoparlanti hanno la stessa impedenza, sappiamo che ~z_1 = z_2~ e possiamo semplificare ulteriormente:
$z_{testo{top}} = z_{testo{parlante}} + z_{{parlante}}$$z_{testo{top}} = 2 volte z_{testo{parlante}$
Perché tutti gli altoparlanti hanno lo stesso valore, sappiamo anche che:
$z_{{testo{basso}} = 2 volte z_{testo{parlante}}$
Quindi possiamo anche vedere che ~z_{testo{alto}} = z_{testo{basso}~
Inserendo queste equazioni nella nostra formula originale per ~z_{testo{equivalente}~, possiamo vedere come calcolare:
$z_{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_1} + \frac{1}{z_2} + \dots + \frac{1}{z_n}}$$z_{{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_{testo{top}} + \frac{1}{z_{testo{inferiore}}}}$$z_{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{2 volte z_{testo{parlante}}} + \frac{1}{2 volte z_{speaker}}}}$$z_{{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{2 volte z_{speaker}}} + \frac{1}{2 volte z_{{testo{parlante}}}}$$z_{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{2}{2 volte z_{testo{parlante}}}}$$z_{testo{equivalente}} = \frac{1}{frac{1}{z_{testo{parlante}}}}$$z_{testo{equivalente}} = z_{testo{parlante}}$
Quindi dopo tutto questo lavoro, possiamo vedere che l’impedenza equivalente di questo circuito serie/parallelo è proprio uguale all’impedenza dell’altoparlante. Siccome sappiamo che l’impedenza di uscita dell’amplificatore è 8Ω, possiamo facilmente vedere che
$z_{{testo{parlante}} = 8Ω$
Siccome ci sono quattro altoparlanti, ogni altoparlante potrebbe sperimentare 12.5 W (un quarto della potenza di uscita dell’amplificatore).
In questo caso si consiglia di scegliere quattro altoparlanti da 8 ohm con potenza nominale di almeno 25W ciascuno.
Per questa configurazione, è più facile calcolare l’impedenza complessiva equivalente in due passi.
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Di Kurt Prange (BSEE), ingegnere di vendita per Antique Electronic Supply – con sede a Tempe, AZ. Kurt ha iniziato a suonare la chitarra all’età di nove anni a Kalamazoo, Michigan. È un autocostruttore di chitarre e progettista di amplificatori valvolari che si diverte ad aiutare gli altri musicisti nella ricerca infinita del tono.