|

Impedancja głośników

Impedancja głośników lub zestawu głośnikowego symbolizuje opór, jaki stawiają one przepływającemu prądowi. Jej wartość wyrażana jest w omach (Ω) i jest istotna głównie ze względu na konieczność uwzględnienia jej przy doborze wzmacniacza. W dalszej części dowiesz się, dlaczego impedancja głośników ma znaczenie, czy można ją mieszać, jakie są jej typowe poziomy oraz jak może wpływać na brzmienie zestawu głośnikowego.

Skąd bierze się impedancja głośników i dlaczego jest to ważny parametr?

Impedancja to parametr charakteryzujący wszystkie urządzenia elektryczne i zależy od całego szeregu czynników, jak grubość przewodów w urządzeniu, zastosowanych cewek czy surowca, z jakiego zostały wykonane podzespoły.

W przypadku głośników jest ona o tyle istotna, że odpowiada za to, jak wydajnie dany głośnik przetwarza energię elektryczną na mechaniczną (co my słyszymy jako dźwięk). 

W praktyce oznacza to, że większego prądu wymaga głośnik 4 omowy niż głośnik o tych samych parametrach, ale z wyższa impedancją (np. 8 omów). Zazwyczaj jednak głośniki 4 omowe oferują jednocześnie wyższą efektywność, co oznacza, że przy danej mocy podanej ze wzmacniacza (moc = prąd x napięcie), zagrają one po prostu głośniej.

Atutem głośników 8 omowych ma być bardziej stabilna i pozbawiona zniekształceń praca, co również może mieć wpływ na jakość dźwięku. Trzeba jednak pamiętać, że im więcej omów tym większe napięcie napięcie wymagane do pracy głośnika, co wymaga odpowiedniego przystosowania od wzmacniacza. 

Dobrym odpowiednikiem jest tutaj impedancja w słuchawkach, gdzie słuchawki o dużych oporach (nawet 250 i więcej omów), po podłączeniu do telefonu, słuchawki po prostu nie grają lub robią to niezwykle cicho, wymagając dodatkowego wzmacniacza.

Choć różne impedancje w głośnikach  mają swoje wady i zalety to powinny być one rozważane raczej przez inżynierów jeszcze na poziomie projektowania. Różnica w wysokości impedancji nie świadczy bowiem o jakości głośnika, lecz o jego właściwościach. W sprzęcie grającym tajnikiem jest w końcu właściwe dopasowanie do siebie cech całego łańcucha toru audio.

Z punktu widzenia przeciętnego użytkownika np. zestawów stereo impedancja jest istotna o tyle, że trzeba ją uzgodnić na linii wzmacniacz – głośnik.

Jakie są najczęstsze poziomy impedancji w głośnikach?

Na rynku konsumenckim dominują dwa poziomy impedancji, czyli zestawy głośnikowe 4 lub 8 omowe, co może wydawać się nieco dziwne.

W świecie audio poziomy impedancji mogą przyjmować bowiem bardzo różne wartości, np. w słuchawkach waha się ona od 16 do 600 omów. O ile w przypadku kolumn głośnikowych i samych głośników rozbieżność jest nieco mniejsza – od 2 do 64 omów – to w pełni wykorzystywana jest bardzo rzadko, najczęściej w przypadku audiofilskich lub profesjonalnych zastosowań.

Głośniki 4 Ω – głośniki o takiej impedancji bardzo często wykorzystywane są w zestawach stereo oraz kina domowego. Charakteryzują się wysoką efektywnością i oferują lepszą dynamikę dźwięku, ale potrzebują wzmacniacza o dużej mocy. Nie należy łączyć z nich z wzmacniaczami o wyższej impedancji.

Głośniki 8 Ω – równie często wykorzystywane głośniki w sprzęcie home audio, cenione za stabilność pracy oraz mniejszy pobór energii. Choć mają mniejszą efektywność i dynamikę, mogą rekompensować to mniejszymi zniekształceniami. Powszechnie uważane są za bezpieczniejsze dla wzmacniacza i powinny w miarę dobrze współpracować ze wzmacniaczem o niższej impedancji.

Czym może grozić stosowanie sprzętu o różnej impedancji?

Jak już wcześniej wspomniano impedancja głośnika wpływa na sposób w jaki przepływa przez niego prąd, a to oznacza, że ma to znaczenie dla pracy zasilającego go wzmacniacza. Źle dobrana impedancja głośników i wzmacniacza może skutkować jego uszkodzeniem lub przepaleniem, a czasem także doprowadzić do uszkodzenia samych głośników.

Czy mogę podpiąć kolumny 8 Ω do 4 Ω wzmacniacza?

Jeżeli posiadasz wzmacniacz o niższej oporowości niż kolumny, raczej nie powinieneś się obawiać o szybkie uszkodzenie, co nie oznacza, że można takiego połączenia używać bezkarnie.

W praktyce, jeśli podłączysz 8 omową kolumnę do 4 omowego wzmacniacza o mocy 20 watów, do Twojej dyspozycji będzie jedynie 10 watów (2 razy większy opór – 2 razy mniej dostępnej mocy). Może to sprawić, że głośniki będą grały zbyt cicho, a to może nie tylko uniemożliwiać słuchanie muzyki, ale również wywołać kolejny problem.

Chcąc zwiększyć głośność zbyt cicho grającej 8 omowej kolumny, zaczniemy rozkręcać gałkę volume doprowadzając do przesterowania wzmacniacza. W takiej sytuacji często poddają się głośniki wysokotonowe, które są szczególnie wrażliwe na tego typu zjawiska.

Czy mogę podpiąć kolumny 4 Ω do 8 Ω wzmacniacza?

Ta konfiguracja jest już zdecydowanie niewskazana i może skończyć się uszkodzeniem wzmacniacza. Wzmacniacz 8 omowy nie będzie w stanie poradzić sobie z natężeniem prądu, co objawi się przegrzaniem jego końcówek.

W teorii można by wykorzystywać takie zestawienie, jeśli słuchalibyśmy muzyki wyłącznie bardzo cicho. Większośc nowoczesnych wzmacniaczy ma również odpowiednie zabezpieczenie, które po prostu wyłącza je, kiedy prąd jest zbyt wysoki.

Mimo tego, nie ma sensu eksperymentować z tego typu połączeniami. Nie dość, że ryzykujemy uszkodzeniem sprzętu to jeszcze najprawdopodobniej nie będzie on pracował tak, jak powinien.

Impedancja w głośnikach – FAQ

1. Jak impedancja może wpływać na brzmienie?

Impedancja wpływa na dwa główne parametry głośnika – efektywność, czyli natężenie dźwięku uzyskiwane z 1W mocy oraz charakterystykę częstotliwościową, która opisuje zmianę rzeczywistej impedancji głośnika w zależności od częstotliwości wytwarzanego dźwięku.

Głośniki o impedancji 4 omów mają skłonność do łatwego uzyskiwania wysokiej efektywności głośnika oraz wyższego natężenia dźwięku w niskich częstotliwościach.

Głośniki o impedancji 8 omów z kolei mają zazwyczaj nieco mniejszą efektywność i grają mniej dynamicznie w dolnych pasmach częstotliwości, ale w zamian ich praca jest stabilniejsza.

2. Czy wszystkie głośniki mają impedancję – od czego zależny jest jej poziom?

Tak, każdy głośnik posiada impedancję, gdyż jest ona jednym z podstawowych parametrów go opisujących. Obecność impedancji w każdym głośniku wynika ze sposobu jego budowy oraz obecności materiałów przewodzących prąd.

Wysokość impedancji z kolei, uzależniona jest od wielu czynników – przede wszystkim cewek, a dokładniej ich kształtu oraz wielkości. Równie istotnym czynnikiem mającym wpływ na poziom impedancji będzie również zastosowany magnes i jego parametry. 

3. Kiedy impedancja głośnika nie ma znaczenia?

To, że każdy głośnik posiada impedancję nie oznacza, że zawsze musisz przejmować się jej obecnością. Dla przykładu w głośnikach aktywnych, nawet jeśli producent podaje jej wartość, to dla użytkownika nie ma ona żadnego znaczenia. Wynika to z faktu, że aktywne głośniki posiadają już wbudowany wzmacniacz, który został fabrycznie przystosowany przez projektantów.

To samo tyczy się pozostałych odmian zestawów głośnikowych, jak wieże stereo, radia czy głośniki na bluetooth. Każde z tych urządzeń posiada już dopasowany wzmacniacz, dlatego nie musisz martwić się parametrem impedancji,

4. Dlaczego zmierzona impedancja głośnika jest mniejsza niż nominalna?

Jeśli przyłożysz do styków głośnika urządzenie o nazwie omomierz, na pewno zauważysz, że impedancja jest mniejsza niż ta nominalna. Wynika to z ciekawej zależności, gdzie głośnik z jednej strony zamienia sygnał elektryczny na pracę mechaniczną, ale z drugiej zamienia również pracę mechaniczną na sygnał elektryczny (działa w obie strony).

Oznacza to, że kiedy odtwarzasz dźwięk, poruszający się głośnik wytwarza niewielki ładunek elektryczny, który ukierunkowany jest w przeciwną stronę do sygnału ze wzmacniacza. W ten sposób podczas pracy głośnika wytwarzany jest dodatkowy opór, który również trzeba uwzględnić obliczając nominalną impedancję głośnika. 

Podobne wpisy

Dodaj komentarz