Impedenza - Impedenza 2° Parte

Impedenza - Impedenza 2° Parte
Va premesso che in elettronica le grandezze fondamentali quali tensione (V), corrente (I) e resistenza (R), sono collegate tra di loro dalla legge di OHM che ci dice che in un circuito elettrico la corrente che circola in esso è data dal rapporto della tensione applicata diviso per la resistenza, come meglio spiegato in figura 1: Come si può vedere dalla figura, se la resistenza diminuisce, la corrente aumenta e viceversa se la resistenza aumenta la corrente diminuisce.
Quindi se la resistenza si dimezza, la corrente raddoppia e se la resistenza si raddoppia la corrente si dimezza.
Anche la potenza (P) è collegata alle altre grandezze e si calcola nel seguente modo: P=V•I o anche, dato che la tensione V=R•I: P=R•I² Nel caso degli amplificatori finali di potenza possiamo tranquillamente usare le formule sopra riportate sostituendo al posto del valore di resistenza R il valore dell'impedenza Z dell'altoparlante, e avremo quindi: I=V/Z P=V•I oppure P=Z•I² Se abbiamo un finale da 100W R.M.S. e lo colleghiamo ad una cassa da 8 OHM, nell'altoparlante fluirà una corrente di 3,53 ampere, mentre se colleghiamo ad esso un altoparlante da 4 OHM , poiché abbiamo dimezzato l'impedenza, la corrente raddoppierà (vedi formule e figura 2) poiché la tensione di alimentazione del finale sarà sempre la stessa. Figura 2 Figura 3 Di solito, ed è bene specificare, un finale è costruito e progettato per erogare la sua potenza su un determinato carico ( che è l'impedenza dell'altoparlante a cui è collegato) cioè si dice che il finale tira fuori la sua potenza su un carico di 8 OHM, di 4 OHM, di 16 OHM ecc.
Ci sono anche finali che sono progettati e possono funzionare su diversi carichi, possono sia funzionare su 8 OHM che su 4 OHM o altre impedenze.
Tutto questo è fatto apposta per limitare la corrente che circola nei finali entro valori tollerati dagli stessi.
I modi di collegare gli altoparlanti tra di loro sono sostanzialmente due (come anche per le resistenze) e sono:
  • In serie
  • In parallelo
C'è anche il metodo serie-parallelo, che è un misto tra gli altri due ma che per ora non ci interessa e che sarà facile comprendere una volta capiti gli altri due. Altoparlanti in serie Il modo di collegare in serie due o più altoparlanti e quello di figura 4: Figura 4 In questo caso per facilitare le cose è buona norma che gli altoparlanti abbiamo la stessa potenza.
In caso contrario la massima potenza applicabile sarà quella dell'altoparlante di minor potenza.
L'impedenza risultante che il finale vedrà sarà data dalla somma delle impedenze dei singoli altoparlanti.
Se quindi colleghiamo in serie due altoparlanti da 50W R.M.S. con una Z=4 OHM, il finale vedrà essi come un altoparlante da 100W R.M.S con un impedenza di 8 OHM.
Se invece gli altoparlanti avessero avuto per esempio 100W con Z=4 OHM e 25W con Z=4 OHM ,il finale vedrà sempre un impedenza di 8 OHM ma la massima potenza loro applicabile sarà di 25W.
Infatti, superata tale potenza, salterà inevitabilmente l'altoparlante da 25W e, dato che i due sono collegati in serie, la cassa smetterà di suonare in quanto il segnale musicale non arriverà più neanche all'altoparlante da 100W. Altoparlanti in parallelo Il metodo per collegare due o più altoparlanti in parallelo e quello di figura 5: Figura 5 Cosa importante è che in questo caso gli altoparlanti abbiano la stessa potenza o superiore al finale a cui vengono collegate poiché saranno sottoposti contemporaneamente alla stessa potenza, che è quella del finale di potenza.
Per quanto riguarda l'impedenza totale, bisognerà calcolarla con un formula un po' complessa che è, nel caso di due altoparlanti, la seguente: Z totale = Z1 • Z2 / Z1 + Z2 Dovremmo quindi fare il prodotto dell'impedenze dei due altoparlanti e dividere tutto per la loro somma.
Nel caso di tre o più altoparlanti, bisognerà sviluppare una formula che richiama quella precedente ma che è sicuramente più complessa ed è quella riportata in figura 6: Figura 6 Vedendo le formule, è caso particolare e molto comune quando gli altoparlanti da collegare in parallelo hanno la stessa impedenza.
In questo caso l'impedenza risultante sarà data dall'impedenza di un altoparlante diviso il numero di altoparlanti collegati in parallelo.
Se per esempio abbiamo da collegare in parallelo 4 altoparlanti con un impedenza di 16 OHM, otterremmo un'impedenza totale di: Z totale = 16 / 4 = 4 OHM Quindi, collegando in parallelo due altoparlanti da 50W R.M.S. con Z=8 OHM, il finale vedrà questi come un altoparlante da 50W R.M.S. ma con un'impedenza di 4 OHM.
Se adesso ci rifacciamo alle formule iniziali, capiremo meglio cosa accade in un amplificatore BF quando a questo colleghiamo una cassa o un altoparlante con un'impedenza diversa da quella per cui è progettato per funzionare.
Infatti se ad un finale da 100W R.M.S, progettato per funzionare su un'impedenza di 8 OHM, colleghiamo un altoparlante da 4 OHM, nei suoi finali, a parità di condizioni, scorrerà una corrente doppia rispetto al normale e forzando il finale si correrà il rischio di far saltare i suoi transistors.
Se invece allo stesso finale colleghiamo un altoparlante da 16 OHM, questo non riuscirà mai ad essere sfruttato per la sua massima potenza poiché abbiamo raddoppiato l'impedenza dell'altoparlante e quindi avremo dimezzato la corrente che attraversa i finali.
Tutto questo accade anche perché come già detto in precedenza la tensione che alimenta il finale è sempre la stessa.
Da quanto detto, si può ora capire come ad un finale da 100W R.M.S su 8 OHM, potremo collegare tranquillamente un altoparlante da 50W R.M.S. con Z=16 OHM.
Sperando di essere stati d'aiuto, vi salutiamo e vi diamo appuntamento alla prossima ricordandovi che per ulteriori eventuali chiarimenti potete scrivere al nostro indirizzo di posta elettronica.