Altavoz - Características eléctricas

  

¿El "8 ohm" estampado se refiere a la impedancia total en alguna frecuencia sinusoidal estándar, por ejemplo, 1 kHz?

Sólo aproximadamente. Es un valor "nominal", pero el valor real puede variar en un rango bastante grande.

  

Si es así, ¿significa que cuando se maneja a 1 kHz, la impedancia total puede expresarse como 7.2 + j0.8 ohmios?

No, las impedancias no se agregan de esa manera, debido a los ángulos de fase involucrados.

Si asumimos que la impedancia del altavoz a 1000 Hz es exactamente 8 Ω, entonces el componente reactivo es:

$$ X = \ sqrt {8 \ Omega ^ 2 - 7.2 \ Omega ^ 2} = 3.5 \ Omega $$

Solo utilizo esto como una oportunidad para reflexionar sobre por qué esas impedancias pueden ser "nominales".

El altavoz es un dispositivo electro-mecánico-acústico y, como tal, todas esas características se ven a través de los dos terminales en la parte posterior del altavoz.

Eléctricamente existe la resistencia obvia de las bobinas, el material magnético interactúa con la inductancia, así como la capacitancia dispersa a través de las bobinas del inductor.

Pero espera, se vuelve más complicado. El sistema de suspensión mecánica del altavoz también almacena energía en las deflexiones, tiene efectos de amortiguación y, cuando se acciona con fuerza, gira de forma no lineal. Todos estos efectos se ven en esos mismos dos terminales.

Pero espera, se vuelve aún más complicado. El ambiente acústico también afecta la forma en que fluye la energía, la resonancia es un efecto que a veces este efecto se explota deliberadamente (la caja en la que están los altavoces) y otras veces se interpone y no es deliberado (la sala real en la que están los altavoces - la mayoría de las personas no pueden cambiar eso). Estas interacciones pueden tener largos retrasos, almacenar energía también y (aquí mi memoria está nublada, ha sido un tiempo) están representadas por algunas ecuaciones diferenciales parciales complejas cuyas soluciones son las funciones de Bessel.

¿Dudas de esto? Solo piense en cómo un altavoz también se puede usar como micrófono. Eso probablemente es una prueba suficiente.

A medida que la frecuencia aumenta y el acoplamiento del movimiento del altavoz a los niveles de sonido mejora la disminución de lo ideal. Los tweeters son más ideales que los woofers. Los woofers tienen más salidas desde los valores nominales de 8 ohmios (o 4 ohmios) que los tweeters.

Recuerde que un altavoz es una forma de motor eléctrico y, por lo tanto, también un generador (micrófono).

Por lo tanto, la resistencia de CC es análoga a la resistencia del devanado de un motor y, por lo tanto, determina la resistencia que mediría si el cono estuviera sólido y no pudiera moverse.

Sin embargo, el movimiento del cono permite que la bobina de voz actúe como un generador, generando "EMF de retroceso" (como en un motor), reduciendo la corriente de excitación, es decir, aumentando la impedancia.

A diferencia de un motor, la parte trasera de EMF es bastante pequeña (en este caso, el 10% de la tensión del variador) refleja la eficiencia relativamente baja del altavoz (relativamente poco movimiento por voltio aplicado).

En la resonancia mecánica del altavoz, el movimiento del cono aumenta enormemente, lo que aumenta el EMF en retroceso, y eso se refleja en un pico en la impedancia del altavoz a su frecuencia de resonancia: unidades de LF de 8 ohmios en Hi-Fi y PA los sistemas pueden aumentar su impedancia a 30 ohmios o más a su frecuencia de resonancia.