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Amplificadores, Falantes, Caixas Acústicas e uma tal de Impe

bersan

Administrator
Moderador
#1
Tópico para a discussão do seguinte artigo publicado no Som ao Vivo:

Amplificadores, Falantes, Caixas Acústicas e uma tal de Impedância – Parte 1
http://www.somaovivo.mus.br/artigos.php?id=189

Aqui está um pequeno trecho do artigo:
"<p>Um dos trabalhos do operador de som é tirar o máximo proveito do seu sistema de sonorização, através de ligações corretas. Em se tratando de alto-falantes (caixas acústicas) e amplificadores, isso é feito levando-se em conta as impedâncias envolvidas no sistema. E é sobre isso que trata este artigo.</p>
<p>Iniciaremos ..."


Comentários são bem-vindos.

Atenciosamente,
Equipe Som ao Vivo
http://www.somaovivo.mus.br
 
G

Guest

Guest
#2
Duvida...

Alguem me explica como funciona essa questao de aumento ou diminuiçao de impedãncia... Basicamente como seria feito isso... O texto que me deixou duvida foi esse abaixo...

"Se diminuirmos a impedância para valores abaixo desse mínimo (por exemplo, 2 Ohms em um amplificador projetado para 4 Ohms), o amplificador continuará realizando seu trabalho, mas agora fora das condições normais de uso, o que poderá provocar danos ao equipamento."

Grato desde Já...
 
#3
Essa diminuição é feita através da associação de alto falantes.

Alto falantes ligados em série não costumam ser muito usados em áudio profissional, não sei se faltou frizar isso ou se isso ficará para os próximos artigos da série. Artigo ótimo e necessário, por sinal, tem muita gente que patina nesse assunto e danifica equipamentos por isso!
 
#4
Ola antjnr123
O que o texto quer dizer é o seguinte:
se você tem uma potência de X valor e com saidas de 4/8 ohms por canal, isso significa que vc poderá fazer ligações de 4 e 8 ohms nos falantes e que resulte no valor especificado da saida da potencia, sem baixar esse valor..
Ex1: 2 fal de 8 ohms em paralelo = 4 ohms, vc pode ligar sem problemas na saida..
EX2: 2 fal de 4 ohms em paralelo = 2 ohms, se voce ligar com essa impedancia poderá queimar a saida da potencia, pois ela é menor que a especificada pelo fabricante.. agora se vai funcionar..???
Ex3: 2 falantes de 4 ohms em serie = 8 ohms, pode ligar sem problemas
Ex4: 2 falantes de 8 ohms em série = 16 ohms, pode ligar tbm, mas o resultado no falante é bem mais fraco

espero que entenda agora..
 
#5
Bersan..
só comentando..
Que o resultado final de uma ligação (associação) em paralelo é sempre menor que o menor valor especificado..
Ex: 1 resistor de 10 ohms
2 resistor de 8 ohms
1 resistor de 2 ohms
o Req final é menor que o valor do resistor de 2 ohms
 

carlosecg

Administrator
Moderador
#6
Re: Duvida...

antjnr123 disse:
Alguem me explica como funciona essa questao de aumento ou diminuiçao de impedãncia... Basicamente como seria feito isso... O texto que me deixou duvida foi esse abaixo...

"Se diminuirmos a impedância para valores abaixo desse mínimo (por exemplo, 2 Ohms em um amplificador projetado para 4 Ohms), o amplificador continuará realizando seu trabalho, mas agora fora das condições normais de uso, o que poderá provocar danos ao equipamento."

Grato desde Já...
A impedância de bobinas (ou indutores) associadas segue a mesma regra para associação de resistores, em série ou em paralelo. Vamos pegar 2 caixas com impedância de 4 ohms. Ligando as duas em série, a impedância total é igual a 8 ohms. Em paralelo, ela cai para 2 ohms.

A lei de Ohm mostra que a corrente é inversamente proporcional à resistência (I = V/R). Se a resistência, ou nesse caso a impedância, reduz pela metade, a corrente será dobrada caso a tensão permaneça constante. Dobrando a impedância, a corrente cai pela metade nas mesmas condições.

O que isso significa? Se meu amplificador foi projetado para operar com uma corrente X e eu coloco o dobro, vou acabar fritando os transistores, queimando resistores... Por isso no meu amplificador de 4 ohms eu ligo minhas caixas de 2 ohms, mas o nível de saída nunca passa da metade.

Obs: sou físico, não sou operador de áudio ou técnico, estou começando a trabalhar com isso agora na minha banda.
 

isinho

Administrator
Moderador
#7
Ótima explicação...

Só uma pergunta, você é físico e trabalha com física (ou é somente sua formação?)?

Somente curiosidade mórbida....

Israel Barbosa
 

carlosecg

Administrator
Moderador
#8
isinho disse:
Ótima explicação...

Só uma pergunta, você é físico e trabalha com física (ou é somente sua formação?)?

Somente curiosidade mórbida....

Israel Barbosa
Pois é, essa é uma questão controversa, pelo menos pra mim... Eu não trabalho na área de física, essa é minha formação. Para mim físico é quem trabalha na área, assim como um colega formado em matemática que trabalha em um banco para mim não é matemático. Mas até hoje não encontrei uma pessoa que compartilhe da minha opinião, então estou me acostumando a me chamar de físico :D
 

isinho

Administrator
Moderador
#9
hehe

Sempre quis fazer física, infelizmente, tô vendo que só no céu pra eu realizar isso...
Por enquanto, sou um programador frustrado mesmo...

Mas...

Bom tê-lo por aqui, nada como ter uma opinião ainda mais técnica aliada a prática.

Israel
 
#10
Frequenxia de ressonancia do falante

Quando citado: "Curva de impedâncias de um woofer de 15” em relação às frequências. O pico de impedância logo no início corresponde à frequência de ressonância do alto-falante." Sempre tive dúvidas em relação a esse assunto, o que seria mais especificamente frequencia de ressonância?? estaria ela ligada a frequencia de corte inferior do equalizador quando ligada ao ampli a fim de proteger o falante? e com relação a sintonia da caixa de som tb tem relação direta???
 

carlosecg

Administrator
Moderador
#11
Re: Frequenxia de ressonancia do falante

Diego Andrade disse:
Quando citado: "Curva de impedâncias de um woofer de 15” em relação às frequências. O pico de impedância logo no início corresponde à frequência de ressonância do alto-falante." Sempre tive dúvidas em relação a esse assunto, o que seria mais especificamente frequencia de ressonância?? estaria ela ligada a frequencia de corte inferior do equalizador quando ligada ao ampli a fim de proteger o falante? e com relação a sintonia da caixa de som tb tem relação direta???
Vou responder como físico, o pessoal pode complementar... antes vamos definir ressonância.

A ressonância é uma características de sistemas que oscilam. A frequência de ressonância é uma faixa de frequência na qual o sistema absorve o máximo de energia, e isso ocorre quando a energia que está sendo colocada no sistema tem a mesma frequência de vibração natural do sistema.

Veja por exemplo o forno de microondas. As moléculas de água tem uma vibração, como se cada molécula estivesse ligada à outra por molas. Essa vibração tem uma frequência. O forno de microondas fornece energia na mesma frequência de vibração das moléculas de água, então as moléculas absorvem o máximo de energia, aumentando a temperatura.

Um outro exemplo simples é um balanço. O período (período = 1/frequência) de oscilação de um balanço é o tempo que ele vai e volta. Se eu empurro (forneço energia) na mesma frequência do balanço, e essa energia é suficiente para vencer todas as resistências encontradas, ele irá cada vez mais longe. Ou seja, tenho que empurrar quando ele completar o período, quando voltar.

Se eu fornecer energia antes disso, o balanço não irá absorver energia tão eficientemente, pois se ele ainda não completou sua oscilação, irei empurrar com uma força contrária ao movimento dele. Assim uma parte da energia será utilizada para fazê-lo parar e se sobrar energia, para colocá-lo em movimento.

Veja a diferença, se ele completou a oscilação, a energia absorvida será máxima, pois ela irá se converter quase em sua totalidade em movimento que irá continuar a oscilação. Caso contrário, uma parte dessa energia será "perdida".

Sistemas simples como uma massa em uma mola oscilando em uma dimensão tem apenas uma frequência de ressonância. Sistemas mais complexos podem ter várias frequências de ressonãncia.

O alto-falante irá seguir o mesmo princípio. Não tenho conhecimento sobre a construção de alto-falantes, por isso espero ajuda dos colegas. Mas ele também terá uma frequência aonde irá absorver o máximo de energia. Se eu forneço energia nessa mesma frequência, a absorção será máxima e consequentemente ele irá vibrar mais. Vibrando mais, a massa de ar movimentada por ele será maior, o que irá ocasionar em uma resposta maior a certas frequências.
 

isinho

Administrator
Moderador
#12
Que explicação ein Carlos!

Porém, se seguirmos essa "metodologia" para os falantes, entenderemos que a frequência de ressonância é aquela onde há o maior volume não???
Mas ao contrário disso, a frequência de ressonância em auto-falantes é a última frequência a qual o falante reproduzirá - subentendendo-se que será em um volume bem abaixo do seu máximo potêncial...

Porém, posso estar errado; melhor esperar nossos amigos mais experientes.

Abraços
Israel
 
#13
Pessoal...

Sem querer complicar muito, mas complicando, algumas considerações teóricas são necessárias. Deixe-me começar respondendo a um questionamento do isinho:

isinho disse:
Porém, se seguirmos essa "metodologia" para os falantes, entenderemos que a frequência de ressonância é aquela onde há o maior volume não???
Sim. Isto pode ser entendido por meio da equação da potência em função da resistência e corrente. Veja:

P = R*I^2

Imagine duas situações: substitua a resistência pela impedância e mantenha a corrente constante. O que acontece com a potência quando a impedância varia? Ela tb varia e na mesma proporção da impedância. Sendo assim, no caso da impedância de um alto-falante na freqüência de ressonância, que é onde há o maior valor de impedância, tb haverá um pico de potência. Lembre-se, apenas, que esta é uma situação ideal.

isinho disse:
Mas ao contrário disso, a frequência de ressonância em auto-falantes é a última frequência a qual o falante reproduzirá - subentendendo-se que será em um volume bem abaixo do seu máximo potêncial...
Na verdade, o corte é feito um pouco acima da freqüência de ressonância, exatamente para que se evite o pico de energia. Observe na figura postada pelo Bersan no artigo, que logo após a FR há uma queda brusca na impedância e, conseqüentemente, na potência.

Mas porque a impedância varia com a freqüência? A impedância é formada por duas componentes básicas: a parte resistiva e a parte reativa. A parte resistiva é aquela que vc consegue medir no multímetro; a parte reativa não. Vejamos:

A fórmula simplificada da impedância é:

Z = R + Xl - Xc, onde Z é a impedância, R é a resistência, Xl é a reatância indutiva e Xc é a reatância capacitiva.

Detalhando ainda mais, observe que Xl = 2*pi*f*L, onde pi é igual a 3,1416, f é a freqüência e L é o valor da indutância. Note que quanto maior é a freqüência, maior será a reatância indutiva. Esta é a razão pela qual um indutor funciona como um filtro passa-baixa.

De forma inversa, um capacitor funciona como um filtro passa-alta. A fórmula de Xc é igual a 1/(2*pi*f*C), onde C é a capacitância. Veja que f é inversamente proporcional a Xc: quanto maior for f, menor será Xc. Sendo assim, à medida que a freqüência aumenta, a reatância diminui.

A freqüência de ressonância é um caso particular da impedância, quando os módulos de Xc e Xl são iguais, que neste caso, por terem sinais opostos, se anulam, restando apenas a componente resistiva.

Alto-falantes são dispositivos muito complexos e que envolvem três ramos distintos da Física: Eletricidade, Mecânica e Acústica. Não se pode analisá-los apenas sob um ponto de vista pq os três ramos interagem o tempo todo. Por exemplo: as componentes mecânicas interferem com as elétricas. O movimento do cone, causado pela inércia, induz outras correntes elétricas na bobina do falante, gerando certos cancelamentos.

Bom... estas são algumas das razões que não me levam a sequer imaginar projetar caixas acústicas. Prefiro usufruir da sabedoria de pessoas como o Prof. Homero Sette Silva, Walter Ullmann, Carlos Correa e cia.

Ufa... acho que falei demais. Por hoje chega... rssss...

[]'s
 

carlosecg

Administrator
Moderador
#14
David, agradeço pelas explicações. Como disse antes só conheço a teoria devido à minha formação, na prática são tantas variáveis que às vezes não conhecemos, e realmente apenas um bom profissional do ramo pode falar com autoridade.

Estou aprendendo muito com o fórum e o site. Parabéns a todos!
 
#15
A PAZ

David o aqui totalmente leigo faço uma pergunta, a FS tambem está interligada com xmax do falante? por que eu não sei mais sempre liguei uma coisa a outra.

Heriberto
 
#16
Heriberto disse:
...a FS tambem está interligada com xmax do falante?
O que vc chama de "xmax"? A capacitância? Se for, ela não terá influência na freqüência de ressonância, pq neste caso específico, as componentes capacitivas e indutivas têm módulo igual e sinais diferentes, resultando em zero. Na FR há apenas a componente resistiva.

[]'s
 
#17
Bom Vejamos,


Quando olhamos aqueles belos gráficos da Selenium, vemos a impedância na frequencia de ressonancia lá em cima beirando as vezes os 100 ohms,
e nos dados eles falam no xmax de 2 até um máximo de 12mm. Então por coincidencia quando são fabricadas as caixas eles sempre recomendam usar hi-pass de x Hz para evitar a frequencia de ressonância e evitar danos com o falante passando do limite do deslocamento, por isto perguntei,.


Heriberto
 
#18
Re: Amplificadores, Falantes, Caixas Acústicas e uma tal de

Conheço o Som ao Vivo a alguuuuum tempo, mas só agora decidi por me cadastrar.

Li esse artigo o Bersan para tirar uma dúvida, "Se deveria ou não considerar a impedância dos alto falantes de agudo", lendo o artigo tirei sim minha dúvida, mas lendo os comentários.... acabei estudando para meu exame de Complementos de física na Facu. rsrsrsrsrs

Graça e Paz a todos.
 
#19
Re: Amplificadores, Falantes, Caixas Acústicas e uma tal de

Bom dia, lendo um pouco sobre esse tema, me veio uma dúvida, posso ligar 4 caixas de 8 Ohms cada falante, sendo que meu amplificador me oferece ligar em 4 ou 8 Ohms, qual seria o valor total?
em paralelo teria: 2 Ohms?
em serie teria: 32 Ohms?

qual seria a forma correta entao para se ligar essas 4 caixas em uma saida de 8 ou 4 Ohms?

Obrigado
Jessé Silva