Cálculo de potencia de un amplificador

Esto apesta.

Las dos resistencias 150k \ $ \ Omega \ $ desvían el transistor a una corriente base de 14 \ $ \ mu \ $ A. A una \ $ H_ {FE} \ $ de 15000, eso es 210mA de corriente de reposo. Hasta ahora todo bien, si no fuera porque la corriente continua fluye a través del altavoz. Tu no haces eso Los oradores solo deben obtener CA. De todos modos, su punto de inactividad será de 3.3 V, lo que le otorga un máximo de $ V_P a $ 1.7V, o 175 mW RMS en 8 \ $ \ Omega \ $.

El límite de 10 \ $ \ mu \ $ F tiene una impedancia de 16 \ $ \ Omega \ $ a 1000Hz. Con dos resistencias de emisor de base de 26 \ $ \ Omega \ $, es una corriente base máxima de 4.4mA a 300mV. Incluso en el \ $ H_ {FE} \ $ de 4000 especificado más bajo que daría 17.6A actual colector. Con la fuente de alimentación adecuada que da 2500W en 8 \ $ \ Omega \ $. El suministro de 5V y el 1.5V \ $ V_ {CE (SAT)} \ $ lo limitarán a 440mA, pero sí significa que el transistor está completamente saturado.

editar (después de los cambios en el esquema)
Los cambios no hacen mucha diferencia. La corriente de base ahora es de 5.9 \ $ \ mu \ $ A, el colector actual de 89mA, que con un altavoz de 16 \ $ \ Omega \ $ da un punto de reposo a 3.6V. Con un altavoz de 8 \ $ \ Omega \ $ es de 4.3V. Los resultados son los mismos.

Este NO es un buen circuito para principiantes. El diseñador de circuitos sabe lo que está haciendo, pero su intención es que las personas que entienden lo que está sucediendo jueguen con el circuito.

La máxima potencia de salida posible de un amplificador de este tipo viene dada por
 Vo ^ 2 / Rload donde
 Vo es salida de voltaje AC RMS y
 Rload es la resistencia de carga.

Vout_peak_to_peak max es el voltaje de la fuente de alimentación.
 Oscilación de CA = _ / 1 Vpowersupply / 2

Si tiene una salida de onda sinusoidal que solo toca tierra y V +, el valor RMS es Vdc / 2 / sqrt (2) (según la definición de voltaje RMS).

En la práctica, se logrará un poco más que el riel a riel.  Vamos a usar lo anterior en este amplificador:

Estoy preparando una respuesta independiente sobre este tema. PERO la forma más fácil de decir es leer lo que dijo la persona que lo publicó, te lo dice. El original está aquí en www.techlib.com: un excelente sitio web y un magnífico recurso.

Con un suministro de 5 V, el máximo Vout CA posible = +/- 2.5 VAC pico a pico.
 5 VAC pico a pico = 5 x 1/2 x 0,7071 V RMS = 1,77 V RMS.
  Diga aproximadamente 1.5V RMS para permitir algo de "altura".
 Potencia = V ^ 2 / R = aquí 1.5 ^ 2/8 = 280 mW.
 Dice "unos 250 mW" y como "unos 250" es exactamente igual a 280 (al menos para los ingenieros) la respuesta parece correcta :-). Vea abajo para sus comentarios.

Este circuito es muy superior al circuito basado en él que se publicó en una pregunta hace aproximadamente 1 día. Parece que alguien tomó este circuito y trató de simplificarlo y hacerlo funcionar en 9V, sin entender cómo funcionó.

A diferencia del anterior, este tiene una fuente de alimentación de 5 V, no tiene resistencia en serie con el altavoz, diferente polarización y un capacitor de entrada. El texto que aparece en la página anterior explica sus puntos buenos y malos.

Este circuito se puede mejorar enormemente por
 - conectando una resistencia de aproximadamente 1 ohmio (por ejemplo, 0,47 ohmios a corrientes altas y 2 ohmios a corrientes bajas) desde el transistor a tierra y

• conectando un condensador de 100 uF desde el emisor a tierra.

• También puede cambiar la resistencia superior de 150k a 180k.

La resistencia adicional de 1 ohmio más el condensador mejorará la calidad de salida y reducirá la salida muy muy ligeramente.

Puede operar este circuito en 9 V para obtener más potencia (aproximadamente 1 vatio) cambiando la parte superior de 150 k a 390 kohm. Esto aumenta el voltaje del colector a aproximadamente 4.5V (media alimentación). Es posible que deba cambiar la resistencia superior ligeramente por encima y por debajo de esta para limitar la corriente. Use la resistencia y la tapa del emisor agregadas como se indica arriba, con tal vez 0,33 ohmios como resistencia del emisor.

Sería prudente cambiar a un paquete TO220 más grande a 1 vatio.
 por ejemplo, este TIP122 en stock en Digikey por 68 centavos
   TIP120, TIP121, TIP122 son igual de buenos para esta aplicación.

EL ESCRITOR EN EL SITIO WEB ANTERIOR DICE:

• Los 5 voltios deben ser suministrados por una fuente de alimentación regulada. La eficiencia está por debajo del 25% y la corriente continua significativa fluye en el altavoz y esa potencia adicional debe calcularse en la potencia nominal del altavoz. Pero mira lo simple que es! La ganancia de voltaje es solo de unos 20 y la impedancia de entrada es de unos 12k. El esquema muestra dos valores de resistencia de polarización que se utilizarán con la impedancia del altavoz correspondiente. Con la resistencia de polarización de 150k y el altavoz de 8 ohmios, el circuito consume aproximadamente 210mA (1 vatio) y puede entregar aproximadamente 250 mW al altavoz, que es un volumen suficiente para la mayoría de los proyectos pequeños. El altavoz debe tener una capacidad nominal de 500 mW o más y debe mostrar una resistencia de CC cercana a 8 ohmios (quizás 7 ohmios). Compruebe el orador candidato con un óhmetro; muy por debajo de 7 ohmios causará un consumo de corriente excesivo. Con la resistencia de 220k y el altavoz de 16 ohmios, el circuito consume aproximadamente 100 mA (500 mW) y entrega aproximadamente 125 mW al altavoz. El altavoz de 16 ohmios debe tener una potencia nominal de 200 mW o más y exhibir casi 16 ohmios de resistencia de CC (La mayoría de los altavoces pequeños tienen una resistencia de CC cerca de la impedancia nominal y esa resistencia se usa para establecer el nivel de corriente de reposo en este circuito). Otros transistores NPN darlington funcionarán, pero elija uno que pueda disipar 1 vatio mínimo. La mayoría de los tipos de energía no necesitan un disipador de calor, pero los pequeños TO92 pueden sobrecalentarse.