Calcular la potencia de un amplificador simple

Este circuito fue 'diseñado' por alguien que no tiene una buena idea de lo que está haciendo. Además de lo que otros han dicho, hay cosas peores por venir.

Los dos resistores de 100k establecen Vbase en medio Vcollector.
 Como la media de Vbase = 2 x el diodo Vbe cae = ~ 1.2V, el voltaje de CC del colector es ~ = 2.4V.
 El colector en V puede oscilar a 0 voltios y a 4,8 V para una onda sinusoidal sin distorsión, aunque obtendrá distorsión, consulte a continuación. El voltaje RMS en el colector = Vpeak / 2 / sqrt (2) = 4.8 / 2 / 1.414 = ~ 1.7VAC RMS.

Se pone peor.
 Con una carga de 8 ohmios, la mayor potencia que puede obtener es = V ^ 2 / R = 0,36 vatios.
 PERO el 'diseñador' ha agregado una resistencia de 50 ohmios en serie con el altavoz, probablemente para limitar la corriente que de otro modo fluye. Esta resistencia es la carga principal. La mayor potencia que se puede obtener con esa resistencia como la carga = V ^ 2 / R = 1.7 ^ 2/50 = ~ 58 mW.

Se pone peor:
 El transistor "quiere" mantener Vbe = 2 x gotas de diodo Vbe ~ = 1.2V. La señal de entrada que aleja a la base de este punto "sin motivo" * producirá distorsión. Si intenta llevar el Vcollector a un lugar cercano al suelo, la distorsión será grave. Agregar una resistencia emisora de valor pequeño con un capacitor a través de ella para pasar la CA ayudará en algo, pero el circuito tiene fallas fatales y esto no vale la pena. [* re: "por ninguna razón": el Vbe variará para que la corriente de base se altere según sea necesario, pero el transistor "encontrará su propio punto de operación" y no necesita ni aprecia ser controlado por voltaje.

Se pone peor:
 Finalmente, la conexión de los resistores de polarización de 2 x 100k al colector no es una forma eficaz y estable de polarizar transistores de silicio. Este es un "truco" de los transistores de germanio de hace mucho, mucho tiempo, y funcionó lo suficientemente bien para ellos, ya que para el silicio son características diferentes que tienden a hacer que esto no sea sensato. Además, si hiciera esto, normalmente sería conveniente dividir la resistencia superior en dos y agregar un condensador de desacoplamiento a tierra entre los dos para detener la retroalimentación negativa de CA que no desea (probablemente) en este caso.

En general, un circuito defectuoso que no debe utilizarse, SINO una excelente oportunidad de aprendizaje.

Para determinar la potencia que este amplificador puede entregar al altavoz, debe conocer la impedancia del altavoz. La mayoría de los altavoces son de 8 o 4 ohmios. En este caso, considerando los 50 en serie con el altavoz, más alto tendrá más potencia, así que elija 8 Ahora encuentre la corriente mínima y máxima a través del altavoz. Ya que estamos hablando de potencia de audio, esta es la máxima amplitud de pico a pico de una onda de sonido. Asume una forma sinusoidal, por lo que el RMS de la parte de CA de esa corriente será el valor de pico a pico dividido por 2 raíces cuadradas de 2, o 2.83. Recuerde que la potencia es el cuadrado actual de la resistencia, por lo tanto, cuadrar los amperios RMS y multiplicar por 8 Ω.

No me gusta este circuito porque pone una corriente de polarización de CC a través del altavoz. Eso requerirá que el altavoz esté calificado para algo más que la potencia de audio que este amplificador puede ofrecer, ya que funcionará en la mitad de su rango. Si este amplificador emite 1 W de potencia de audio, entonces no funcionará con un altavoz de 1 W. Incluso un altavoz que puede manejar la potencia adicional puede no sonar bien con una corriente de CC a través de la cual se agrega a la corriente de audio.

La idea aquí es probable que si la salida del amplificador se desvía hasta la mitad entre los rieles de alimentación de 9 V, puede tener un giro máximo de +/- 4.5 voltios. Desde 4.5 pico obtenemos 0.707 * 4.5 = 3.2V RMS. El problema es que hay una resistencia de 50 ohmios en serie con el colector del transistor y el altavoz. Entonces, en realidad tenemos una carga de al menos 50 ohmios, más la impedancia del altavoz. 3.2V RMS en 50 ohmios es solo 0.2W usando \ $ P = V ^ 2 / R \ $. El diseñador probablemente estaba aplicando incorrectamente \ $ V ^ 2 / R \ $ usando solo la impedancia del altavoz: de eso obtenemos aproximadamente 1.2W.

Otro problema es que es una mala idea conducir los altavoces de esta manera. Cuando no hay señal que fluye, hay un voltaje de CC a través del altavoz. Este tipo de circuito puede quemar las bobinas de voz del altavoz. También al energizar la bobina de voz, básicamente pone tensión en el altavoz, moviéndolo hacia adentro o hacia afuera.

Un amplificador de audio adecuado no mueve ninguna corriente a través de un altavoz cuando la señal está inactiva, lo que permite que el cono descanse y no disipe el calor a través de la bobina de voz.

Esto significa que para un diseño de clase A en este sentido, el altavoz debe estar acoplado a través de un condensador que bloquea el DC.

Me saltearía este circuito.