Olá Nask,
muito interessante seus estudos. Continue assim.
Vamos ler tudo?
Tópico 0.60 Potência, Eficiência e Tamanho do Ambiente.
"A sensação auditiva provocada por uma determinada quantidade de potência, fornecida pro um amplificador, é uma função direta da eficiência do alto-falante e do volume de ar que ele está tentanto excitar."
Traduzindo:
A sensação auditiva = a quantidade de som; o volume; os dB SPL produzidos.
função direta = diretamente proporcional
eficiência do alto-falante = a sensibilidade do mesmo. Quanto mais sensível (X dB/1W/1m), mais eficiente ele é
volume do ar a ser excitado = quantidade de falantes (ou caixas acústicas) iguais. Quanto mais falantes (ou caixas acústicas), mais ar é colocado em movimento, mais som é produzido.
Note: não confundir volume do ar (quantidade de caixas) com tamanho de falante (10", 12", 15", 18"), a comparação que se faz é referente a falantes iguais, logo o tamanho do falante não entra.
Até aí, tudo certo. É isto mesmo. Um falante mais sensível produz mais som que outro falante menos sensível, lógico. Duas caixas de som iguais e juntas, (por exemplo, cada uma recebendo 2 x 25W) produzem sim mais som que uma única caixa de som recebendo 50W, por um negócio que você já ouviu falar, o acoplamento acústico.
Só que acoplamento acústico todo mundo diz que é de +3dB, enquanto o autor fala em +6dB. Estranho, não?
Vá para a página 48 e olhe os tópicos 1.90 e 1.91.
1.90 - Múltiplos alto-falantes
"Utilizar dois ou mais alto-falantes de graves em uma mesma caixa traz muitas vantagens sobre o sistema singelo. As três configurações básicas são: normal, push-pull e composta.
1.91 - Configuração normal
"Neste caso, dois ou mais falantes idênticos compartilham uma mesma caixa, sendo montados o mais perto possível um do outro. Para a situação de dois alto-falantes, vale o seguinte:
A. A frequência de ressonância FS para os dois falantes será igual à de um deles.
B. O fator de qualidade Qts, resultante, será também o mesmo de um deles.
C. O volume equivalente Vas (e o volume Vb da caixa) será o dobro daquele referente a um único falante.
D. A impedância equivalente será a metade da original, no caso de ligação em paralelo, e duas vezes maior, quando a ligação for série.
E. A sensibilidade sofrerá um acréscimo de 3dB na associação em paralelo, e uma redução, também de 3dB, no caso de uma ligação em série, em comparação com a sensiblidade de um único falante.
F. O deslocamento do cone será a metade do experimentado por um único falante. "
Notas minhas:
A - quer dizer que a resposta de frequência não vai mudar, nem vai dar mais graves por causa disto.
B - os principais parâmetros Thielle-Small não vão mudar
C - por serem 2 falantes a movimentar o ar, o volume tem que ser dobrado.
D - o comportamento das impedâncias é exatamente o esperado em uma associação qualquer
E - a sensibilidade (eficiência elétrica) aumentará +3dB porque a impedância cai pela metade (paralelo), assim como a sensibilidade diminuirá -3dB porque a impedância sobe para o dobro (série).
F - o deslocamento do cone será a metade porque cada um deles receberá metade da potência que seria enviada para um único falante!
No item E, também fala que se ligarmos em série, haverá uma diminuição de 3dB, o que é ruim. Só que, mais para frente, o livro explica:
"A duplicação da área do cone, proporcionada pela combinação de 2 falantes, adiciona 3dB na eficiência (nota minha: pelo acoplamento acústico), mas a associação série reduz a sensibilidade de 3dB (nota minha: pelo aumento da impedância), o que leva a um mesmo nível de pressão acústica (nota minha: +3 -3=0) na saída (...)"
Em resumo:
- 2 falantes juntos (ou duas caixas, o princípio é o mesmo) ganham +3dB por acoplamento acústico (dobro do ar em movimento), não importa se ligação em série ou paralela.
- em ligação em paralelo, ganha-se +3dB porque impedância = metade. Em ligação em série, perde-se +3dB porque impedância = dobro?
Ok, ok, mas onde está o raio dos +6dB citado pelo autor????
Em ligação em paralelo, temos os seguintes ganhos:
+3dB por causa do acoplamento
+3dB por causa da impedância
Total: +6dB
Em série, temos os seguintes ganhos:
+3dB por causa do acoplamento
-3dB por causa da impedância
Total: 0dB
Alguém dirá: "mas espere aí!!! O autor cita NA MESMA POTÊNCIA, +6dB, quando em paralelo. Ao mexer na impedância, estamos mexendo na potência, certo???"
Segue o texto do autor:
"A figura 1.34, mostra, para um nível de Lp igual a 1W, a comparação, feita por simulação, dos níveis conseguidos com caixas contendo um, dois (...) falantes. (...) Conforme previsto, o nível de pressão sonora na saída, para dois falantes em paralelo (...) está exatamente 6dB acima do conseguido com um único alto-falante."
Difícil contestar um autor que escreveu e ainda provou matematicamente (o gráfico) o que disse. Mas olhando o gráfico (desculpem, não deu para escanear), vemos o seguinte:
1 driver system 2,83V - 1 alto-falante, uma determinada curva de dB SPL x frequência
2 driver system 2,83V - - 2 alto-falantes em paralelos, a mesma curva dB SPL x frequência, só que 6dB a mais no SPL produzido.
Então, é 6dB mesmo? O autor está certo. Perdoem este humilde autodidata, mas acredito que não! Há sim um erro. Apesar do texto referir-se a 1W, o gráfico 1.34 não mostra potência em Watts, mas sim Voltagem, que é constante em 2,83V para ambos os casos.
Pela Lei de Ohm,
Potência = Voltagem² / Impedância
2,83 Volts = 1W em 8 Ohms, porque
Pot = 2,83² / 8 Ohms
Pot = 8 / 8 = 1W
Mas os mesmíssimos 2,83V, em 4 Ohms, equivalem a 2W.
Como o próprio autor cita, uma das consequências diretas de se ligar dois falantes (ou duas caixas) em paralelo é que a impedância vai cair pela metade (item C). Ora, a queda de impedância terá efeitos diretos na potência elétrica (Watts) recebida pelos falantes, que se tornará o dobro. É exatamente o que diz o gráfico, já que o que foi mantido como referencial foi a voltagem, não a potência elétrica.
Ora, se o gráfico está correto (e eu acredito que está), há sim aumento de +6dB, mas isto porque há +3dB de acoplamento e +3dB de aumento de potência, consequência direta d menor impedância.
Ou então, o gráfico está errrado. Mas que há algum erro, há.
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Conclusão
Com base no gráfico mostrado, concluímos que, em situações onde temos dois falantes (ou duas caixas acústicas) em comparação com uma única:
Em paralelo:
- temos +3dB de volume de som por causa do acoplamento acústico (o dobro de ar é movimentado pelos cones)
- temos +3dB por causa da diminuição da impedância à metade, com o consequente aumento da potência fornecida pelo amplificador para o dobro.
- temos então um total de +6dB de volume, pela soma das duas coisas.
Em série:
- temos +3dB de volume de som por causa do acoplamento acústico
- temos -3dB de volume de som por causa da menor eficiência elétrica, já que a impedância aumentou.
Consequentemente, em série, não temos ganho nem perda em relação ao volume referente a um único falante. Mas observem que podemos ter outros ganhos, como melhor cobertura sonora, mais potência admissível, etc.
Na prática:
Alguns falantes são vendidos em versões 4 ou 8 Ohms. Notem só as diversas formas de implementação que podemos alcançar:
1) Um único falante de 8 Ohms = referência
2) Um único falante de 4 Ohms = +3dB em relação à referência, pelo dobro da potência/metade da impedância.
3) Dois falantes de 8 Ohms na mesma caixa em paralelo = +6dB em relação à referência, seja pelo acoplamento acústico, seja pela impedância final = 4 Ohms.
4) Dois falantes de 8 Ohms na mesma caixa, em série = não ganha nem perde nada em relação à referência
5) Dois falantes de 4 Ohms, na mesma caixa, em série = ganho de +3dB em relação à referência.
e antes que alguém pergunte, 2 falantes de 4 Ohms em paralelo = 2 Ohms, valor não comercial.
Nask,
parabéns. Tem coisa errada aí mesmo. Por outro lado, serviu para estudar as vantagens do acoplamento de caixas/falantes. Muito bom mesmo.
Um abraço,
Fernando
