Popschool Maastricht

  

Luidsprekers parallel, luidsprekers in serie, impedantie, vermogen, dempingsfactor, fase, aanpassing, rendement

Wat gebeurt er nu als je speakers parallel of in serie aansluit op een versterker? Wat is impedantie? Wat is het maximale vermogen als je meerdere speakers gebruikt? Hieronder volgen de antwoorden en nog meer. We gaan hier uit van elektrodynamische luidsprekers, dus werkend met een magneet, een spoel en een conus. Dit is verreweg het meest gangbare type luidspreker.

Luidspreker
Elektrodynamische luidspreker

Impedantie, Ohm

De impedantie van een luidspreker wordt aangegeven in Ohm of met het symbool Omega: Ω. De impedantie is de wisselstroomweerstand van de luidspreker. De weerstand die je meet met een weerstandmeter aan de twee aansluitingen is de gelijkstroomweerstand. Een speaker met een impedantie van 8 Ohm heeft vaak een gelijkstroomweerstand van zo'n 6 Ohm.

Vermogen, Watt

De hoeveelheid vermogen die een luidspreker kan verwerken wordt uitgedrukt in Watt. Krijgt een luidspreker meer vermogen toegevoerd dan hij aan kan, dan gaat hij stuk. Het kan zijn dat de spreekspoel te heet wordt en verbrandt of vervormd, het kan ook zijn dat er mechanisch iets mis gaat: scheurt of vervormt. Een luidspreker die is ontworpen voor een groot vermogen, bijvoorbeeld 100W, die je op een veel te laag vermogen laat werken gaat niet stuk, maar zal niet klinken zoals bedoeld.

Dempingsfactor

Een ideale versterker kan oneindig veel stroom leveren en heeft een eigen uitgangs impedantie van nul Ohm. Zo'n versterker bestaat niet. In werkelijkheid is de uitgangsimpedantie bijvoorbeeld 0.02 Ohm. Als die versterker is ontworpen voor een luidsprekerimpedantie van 8 Ohm is de dempingsfactor dan 8/0.02 = 400. Algemeen: hoe hoger de dempingsfactor, hoe "strakker" een speaker klinkt. De speaker "zwabbert minder na". Een slechte (te dunne en/of te lange) luidsprekerkabel heeft een niet te verwaarlozen weerstand en kan dus een goede dempingsfactor van de versterker weer om zeep helpen!

Aanpassing, matching

Hierbij is er een groot verschil tussen buizenversterkers en transistorversterkers. Als je bij een transistorversterker een 4 Ohm spaker op een 8 Ohm versterkeruitgang aansluit, wil de versterker 2x zo veel vermogen gaan geven omdat de weerstand verlaagd is en raakt waarschijnlijk oververhit en gaat stuk. Als je geluk hebt zit er een beveiliging in die op tijd aanslaat... Bij aansluiten van een 8 Ohm speaker op een 4 Ohm uitgang kan de versterker niet zijn maximale stroomsterkte leveren, het vermogen wordt dus niet gehaald, maar er gaat niets stuk. Geen luidspreker aansluiten (open uitgang) kan geen kwaad.

Bij een buizenversterker zit er een transformator tussen de eindbuizen en de speaker. Bij een te lage luidsprerimpedantie zal de spanning over de eindbuizen dalen, maar de buizen blijven heel. Ideaal is de situatie niet omdat niet het maximale vermogen kan worden geleverd. Mogelijk wordt ook de trafo te heet. Omgekeerd: als je een te hoge impedantie aan luidspreker(s) aansluit stijgt de spanning van de eindbuizen en de trafo en die kunnen daardoor stuk gaan. Ook als je geen speaker aansluit gebeurt dat!!!

Voor beide typen versterkers geldt: alleen bij optimale aanpassing (versterker impedantie = luidsprekerimpedantie) krijg je het opgegeven vermogen en de beste klank.

Rendement

Wordt meestal opgegeven in dB SPL (Sound Pressure Level) op 1 meter afstand bij 1 Watt toegevoerd vermogen. Dit is een onderschatte parameter! Niet alleen de hoeveelheid Watts die je naar een luidspreker toe stuurt is een maat voor hoe hard het klinkt, maar vooral ook wat de speaker daar mee doet: warmte opwekken of geluid! 3dB meer rendement betekent een verdubbeling van het vermogen in Watts, dus een speaker met 100dB/1W/1m klinkt bij 50W ongeveer even hard als een speaker van 97dB bij 100W!

Polariteit, fase

Op een speaker zie je meestal bij een van de twee aansluitingen een rode (of andere kleur) kleurcode staan. Dit is de pluskant. Normaal is het dan zo dat als je daar de plus van een batterijtje op aansluit en op de andere aansluiting de min, dat dan de conus naar voren gaat. Als je meerdere speakers op één versterker aansluit, dan moeten ze "in fase" staan, dus met zijn allen tegelijk dezelfde kant op bewegen, let daar dus op met aansluiten. Als een of meer luidsprekers in tegenfase zijn, werken ze de andere tegen en krijg je minder geluid voor je vermogen. Bij speakers van verschillende fabrikanten polariteit checken!

Luidsprekerkabel

Door een luidsprekerkabel gaat een vrij sterke stroom. Gebruik dus, ook binnen in een speakerkast, geen te dunne kabels. Over het nut van extreem dure kabels met zilver en goud er in en met prijzen die je doen duizelen valt te twisten. Gebruik een kabel met voldoende dikke aders, die zelf weer uit een hele boel dunne aders bestaan, geen massieve draad dus. Luidsprekerkabel heeft gemerkte aders. Dat merken van de aders kan op allerlei manieren zijn uitgevoerd: één is rond, dan andere vierkant, een is rood de ander zwart, een heeft koperkleurige aders, de andere zilverkleurige, er zit een gekleurd draadje bij, of iets dergelijks. Zo kun je beter op de juiste fase aansluiting letten.

luidsprekerkabelLuidsprekerkabel

Serie

Als je meerdere luidsprekers (n stuks) achter elkaar schakelt sluit je de pluskant op je versterker aan, de minkant van die speaker gaat naar de plus van de volgende speaker, enz. Van de laatste speaker sluit je de min ook op de versterker aan. De luidsprekers staan nu in serie. Het vermogen van het totaal is n maal het vermogen van één speaker alleen, uitgaande van identieke speakers. De impedantie is n maal de impedantie van een enkele speaker, uitgaande van identieke speakers. Rtot= R1 + R2 + ... Rn Zie ook: aanpassing!

Luidsprekers in serie

Calculator serie schakeling

Vul de impedanties van de gebruikte luidsprekers in in gehele getallen, gescheiden door een komma, klik dan op "bereken".
Ohm

Parallel

Parallel aansluiten doe je door van n speakers de plussen aan de plussen en de minnen aan de minnen aan elkaar te maken en het hele zaakje op een versterker aan te sluiten. Ook nu is het te verwerken vermogen n maal het vermogen van een enkele speaker, uitgaande van identieke speakers. De impedantie is te berekenen met: 1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 ... + 1/Rn Zie ook: aanpassing!

Luidsprekers parallel

Calculator parallel schakeling

Vul de impedanties van de gebruikte luidsprekers in in gehele getallen, gescheiden door een komma, klik dan op "bereken".
Ohm

Combinatie serie-parallel

Je kunt ook groepen parallel geschakelde speakers in serie schakelen om bijvoorbeeld de ideale impedantie te bereiken. Om dan de impedantie van het geheel te berekenen, moet je eerst de impedantie van de parallel geschakelde groepen apart berekenen. Daarna beschouw je zo'n groep als één luidspreker met als impedantie de berekende waarde. Je houdt dan uiteindelijk een paar in serie geschakelde waarden over, die je op kunt tellen.

Filter

Als een of meer luidsprekers via een filter, een scheidingsfilter, zijn aangesloten ligt de situatie wat betreft impedantie een stuk ingewikkelder... Dan hebben de spoelen, condensators en weerstanden van het filter ook een invloed.

Links