Wie berechnet man die maximale Eingangsleistung eines Lautsprechers?

Die Fähigkeit des Lautsprecherkabels, den betreffenden Strom zu führen, ist selten ein großes Problem, außer bei einigen recht ungewöhnlichen Lautsprechern. Am bemerkenswertesten in dieser Hinsicht war wahrscheinlich der Apogee Scintilla mit einer Nennimpedanz von einem (1) Ohm. Diese extrem niedrige Impedanz übersetzt sich in eine niedrige Spannung und einen ziemlich hohen Strom. Aber an diese erinnert man sich (dreißig Jahre später) immer noch, hauptsächlich weil sie einzigartig schwer zu fahren waren, zum großen Teil speziell wegen dieser außergewöhnlich niedrigen Impedanz.

Bei den meisten einigermaßen normalen Lautsprechern ist die Motivation, die Impedanz des Lautsprecherkabels extrem niedrig zu halten, eine völlig andere. Der wahre Grund ist, dass der Verstärker eine wichtige Rolle bei der Dämpfung des Lautsprechers spielen kann.

Überlegen Sie, was passiert, wenn Sie Musik spielen, sagen wir, mit einem lauten „Knall“ auf einer Bassdrum. Das bedeutet, dass ein ziemlich kurzes transientes Signal an den Lautsprecher gesendet wird. Das wiederum bewegt den Konus des Lautsprechers. Bisher ist alles in Ordnung und gut.

Aber dann kommen wir zu Teil zwei: Sobald dieser Übergang vorbei ist, wollen wir, dass der Lautsprecherkegel aufhört, sich zu bewegen. Aber ein Lautsprecherkegel ist eine physikalische Sache mit Trägheit. Sobald es beginnt, sich in eine bestimmte Richtung zu bewegen, neigt es dazu, sich in dieser Richtung weiterzubewegen.

Aber was es in Bewegung setzte, war das magnetische Signal in der Schwingspule, das mit einem statischen Magnetfeld interagierte. Sobald dieses eingehende Signal aufhört, erzeugt die fortgesetzte Bewegung des Kegels tatsächlich Elektrizität in der Schwingspule.

Diese Elektrizität wird dann zur Ausgangsstufe des Verstärkers zurückgeführt und fließt durch die Ausgangsimpedanz des Verstärkers. Je niedriger also die Ausgangsimpedanz des Verstärkers ist, desto mehr dämpft er diese zusätzliche Bewegung des Kegels.

Aber es ist nicht nur die Ausgangsimpedanz des Verstärkers, die eine Rolle spielt. Wenn die Ausgangsimpedanz des Verstärkers (sagen wir) 0,1 Ohm beträgt und das Lautsprecherkabel weitere 0,1 Ohm hinzufügt, wird die Dämpfung durch die Gesamtimpedanz von (ungefähr) 0,2 Ohm bestimmt. Ein Festkörperverstärker hat normalerweise eine extrem niedrige Ausgangsimpedanz – die oben erwähnten 0,1 Ohm sind realistisch, aber am oberen Ende des typischen Bereichs. Leistungsstärkere Verstärker verwenden typischerweise mehr Ausgangstransistoren parallel, um ihre höhere Ausgangsleistung zu erreichen. Dies führt auch zu einer niedrigeren Ausgangsimpedanz. Wenn Sie also einen 140-Watt-Verstärker haben, ist die Ausgangsimpedanz Ihres Verstärkers wahrscheinlich erheblich niedriger.

Um sicherzustellen, dass die Lautsprecher so gut gedämpft werden, wie es der Verstärker kann, sollten Sie daher sicherstellen, dass die Impedanz, die Sie in Reihe mit dem Verstärker hinzufügen, erheblich niedriger ist als die des Verstärkers selbst. Beispielsweise möchten Sie vielleicht etwas wie 10 Milliohm (0,01 Ohm) als anständiges Ziel.

Bei einer schnellen Überprüfung ergeben die von Ihnen gewählten Spezifikationen (16-Gauge-Draht für 10 Fuß) 0,04 Ohm des Gleichstromwiderstands ¹ (0,08 für die Gesamtlänge von 20 Fuß für die Hin- und Rückfahrt). Während ein 16-Gauge-Kabel sicherlich ausreicht, um den beteiligten Strom zu führen, ist dieser Widerstand hoch genug, dass er wahrscheinlich zumindest einen gewissen Einfluss auf die Dämpfung des Systems als Ganzes hat. Wenn Ihre gesamte Hin- und Rückfahrt 10 Fuß beträgt, ergibt ein 10-Gauge-Draht einen Widerstand von 0,01 Ohm. Wenn Sie über eine Entfernung von 10 Fuß sprechen (also insgesamt 20 Fuß Draht), benötigen Sie 7-Gauge-Draht, um dasselbe Ziel zu erreichen.

Fairerweise ist der Unterschied zwischen den beiden sicherlich nicht offensichtlich, und je nach verwendetem Verstärker (insbesondere seiner Ausgangsimpedanz) kann er im Wesentlichen irrelevant sein. Auf der anderen Seite könnte es einen größeren Unterschied machen, insbesondere wenn es eine besonders niedrige Ausgangsimpedanz hat.

Ich habe mir die Tabelle angesehen, aus der Sie Ihre Informationen erhalten haben https://soundcertified.com/what-size-speaker-wire-guide/#Speaker_wire_power_size_chart , und ich war nicht beeindruckt. Um die benötigte Drahtstärke zu berechnen, berechnen Sie zuerst den Strom, den Sie erwarten, durch den Draht zu fließen. Die Formel$I=\sqrt{\frac{P}{R}}$kann für diese Berechnung verwendet werden. Wenn Sie beispielsweise erwarten, dass 140 W kontinuierlich an Ihren Lautsprecher gehen, der bei 8 liegt$\Omega$, Ihr Strom wäre$I=\sqrt{\frac{140W}{8\Omega}}=4.183A$. Beachten Sie, dass es unabhängig von der Bewertung Ihres Verstärkers (oder der Bewertung Ihres Lautsprechers) unwahrscheinlich ist, dass Sie dem Lautsprecher tatsächlich über einen längeren Zeitraum so viel Leistung zuführen. Sie können also wahrscheinlich mit der Annahme eines kleineren Stroms davonkommen. Wenn wir uns jedoch dafür entscheiden, konservativ zu sein, können wir den Wert 4,183A verwenden.

Dann schauen wir nach der Drahtstärke, die 4,183 A verarbeiten kann. Wir sehen in einer Kabeldimensionierungstabelle (z. B. https://www.powerstream.com/Wire_Size.htm ), dass ein 15-Gauge-Kabel 4,7 A verarbeiten kann. Beachten Sie, dass dieser Draht 4,7 A handhaben kann, unabhängig davon, ob der Draht 3 Fuß lang oder 300 Fuß lang ist. Wie andere hier angemerkt haben, können Sie wahrscheinlich mit 16 Gauge, 18 Gauge oder sogar 20 Gauge davonkommen, da Sie wahrscheinlich nicht kontinuierlich 140 W verbrauchen werden, aber wie viel Leistungsminderung Sie vornehmen möchten, liegt bei Ihnen.

Nun, die Tabelle, die Sie bereitgestellt haben, sagt das für 3 Fuß. Längen haben Sie eine "Power" (tatsächlich aktuelle) Kapazität, und für längere Längen haben Sie eine deutlich geringere Kapazität. Da greife ich ein. Ja, bei größeren Längen verlieren Sie mehr Leistung in der Verkabelung. Aus praktischen Gründen können Sie dies jedoch vernachlässigen. Es ist einfach falsch zu behaupten, dass ein 3 Fuß langes 16-Gauge-Kabel 664 Watt in ein 8-Watt-Kabel verarbeiten kann$\Omega$Last, während 16 Fuß desselben Kabels nur 125 W und 25 Fuß nur 80 W bewältigen können.

16-Gauge-Draht kann 3,7 Ampere verarbeiten. Eingespeist in eine 8$\Omega$laden Dies bedeutet übersetzt$(3.7)^2(8)=109.5 W$. Niemals sollte man ihn mit 664 Watt in einen 8er speisen$\Omega$Last, auch wenn das Kabel nur 3 Fuß lang ist. Es ist auch kein Problem, es mit 109,5 W zu speisen, selbst wenn die Länge 50 Fuß beträgt. (Das Diagramm besagt, dass Sie es nur mit 40 W bei 50 Fuß speisen können.) IMHO ist das Diagramm fragwürdig.

Wie bereits erwähnt, wird ein 140-W-Setup tatsächlich nur in Spitzenzeiten 140 W treiben und die meiste Zeit deutlich darunter liegen. Bei diesen Spitzen sollte der Kabelwiderstand jedoch zu einem möglichst geringen Spannungsabfall führen - der Lautsprecher hat nur 8 Ohm, und daher führt selbst ein Kabelwiderstand von 1 Ohm zu einem erheblichen Verlust an Ausgangsleistung und noch deutlicher führen zu einem Verlust der Klangqualität durch Verzerrung und reduzierten Dämpfungsfaktor. Dünner Draht wird funktionieren, aber ein großer Querschnitt macht einen merklichen Unterschied. In den 80er Jahren verwendeten wir 79-adrige Kabel für die Hochtöner und separate 30-A-Wechselstromkabel für die Tieftöner. Ich würde vorschlagen, ein paar Größen auszuprobieren und selbst zu sehen, ob sich der Unterschied lohnt.

Ich habe das Gefühl, dass Sie dies um mindestens eine Größenordnung überdenken.

Wie Sie bemerken, sollte der Widerstand der Drähte im Vergleich zur Impedanz des Lautsprechers klein sein. Es gibt überall im Internet Tabellen, die Ihnen den Widerstand pro Fuß für verschiedene Drahtstärken angeben, so dass dies leicht herauszufinden ist.

Zweitens möchten Sie Kabel mit ausreichender Strombelastbarkeit ("Strombelastbarkeit") verwenden. Auch hier gibt es viele Tabellen, die Ihnen eine Vorstellung davon geben, wie viel Strom ein Kabel führen kann. Der schwierigere Teil besteht darin, herauszufinden, wie viel Strom Sie wirklich an die Lautsprecher senden. Für normale Audiozwecke ist die durchschnittliche Leistung viel geringer als die maximale Leistung.

Wenn Sie einen Lautsprecher mit einer Nennleistung von 140 W haben, würde ich denken, dass 18 oder 20 AWG gut funktionieren würden. Verwenden Sie einfach den billigen "Reißverschluss"-Draht, der für kleine Elektrogeräte verwendet wird, und kaufen Sie ihn im Baumarkt.