Mi az a 8 ohmos, 4 ohmos, 2 ohmos vagy más impedanciájú hangszóró?

Zavarban van a hangszóró Ohm-besorolása, az impedancia szó, és hogy mindez mit jelent? Jó helyen jársz!

Ebben a cikkben a következőkkel foglalkozom:

Mi az a 8 ohmos impedanciájú hangszóró? Mi az a 4 ohm, 2 ohm és egyéb hangszóróimpedancia?
Az impedancia és az ohm jelentése a hangszórókban.
Használhatok 8 ohmos hangszórót 4 ohmos erősítővel? Mi a helyzet a többi nagyobb vagy alacsonyabb ohmú hangszóróval?
Az ohmok befolyásolják a hangminőséget? Mi a helyzet a hangszóró keresztezésekkel?

…és több!

Mi az a 8 ohmos impedanciájú hangszóró? Mi az a 4 ohm, 2 ohm és mások?

Sok-sok év alatt bizonyos szabályozatlan (nem szigorú) szabványok alakultak ki a fogyasztói elektronikában használt hangsugárzó-impedanciákra vonatkozóan.

A 8 ohmos hangszórókat általában otthoni sztereó rendszerekhez, kültéri rendszerekhez és hangszererősítőkhöz használják. Mivel az otthoni hifi készülékek nagyobb tápfeszültséghez férnek hozzá, nagyobb impedanciájú hangszóró is használható a hangszórók táplálására, mint mondjuk egy autóban.
A 4 ohmos hangszórókat általában autóhifi rendszerekhez használják. Mivel a járművekben kevesebb feszültség áll rendelkezésre, mint az otthoni hifi készülékekben, több áramot kell engedniük, hogy nagyobb teljesítményt termeljenek. Ez alacsonyabb ohmos hangszóró használatával történik (4 ohm, 2 ohm, sőt néha 1 ohm).
A 2 ohmos hangszórókat általában nagy teljesítményű autós audiorendszerekhez használják – főként mélyhangsugárzókhoz. Ez az elmúlt évtizedben gyakoribbá vált, mivel az erősítőtechnológia javult, és az árak csökkentek.
Más impedanciák, például 16 ohm, megtalálhatók a kis elektronikai eszközökben, a régebbi otthoni hifi készülékekben és számos egyéb audioalkalmazásban.

Lényegében a 8 ohmos, 4 ohmos és 2 ohmos hangszórók a hangszóró impedanciájának általános tartományát írják le, és ezek a leggyakrabban használtak. A hangszórók soha nem pontosan 8 ohm vagy 4 ohm például.

„8”, „4” és így tovább hívják őket, mert körülbelül ennyi. A hangszóró Ohm-besorolása segít abban, hogy a hangsugárzót olyan elektronikával párosítsa, amely képes megfelelően táplálni anélkül, hogy apró eltérések miatt kellene aggódnia.

Mit jelent az Ohm a hangszórókban? Mi az a hangszóró impedancia?

Amikor az impedancia szóval együtt beszélünk a hangszórók ohmáról , amiről valójában beszélünk, az a hangszóró teljes ellenállása az elektromos áram áramlásával, ha sztereóhoz vagy erősítőhöz csatlakozik.

A hangszóró kiválasztásakor az Ohm-nak nevezett mértékegységben megadott impedanciát használjuk jó közelítő iránymutatóként a sztereó berendezésekhez.

Megjegyzés: Az elektromos világban az Ohmban mért ellenállás mértékegységeit gyakran az Omega görög szimbólumként írják le, vagy „Ω”. Ezt gyakran használom ebben a cikkben.

Mit jelent pontosan az impedancia? Mikor nem igazán 8 ohmos egy 8 ohmos hangszóró?

Ez a grafikon egy 8 ohmos hangszóró tényleges impedanciáját mutatja, mérve és grafikonon ábrázolva a hangfrekvenciák tartományában. Mint látható, ez nem szigorúan 8 ohmos – időnként vadul változik.

Egy 8 ohmos névleges hangszóró az idő egy részében csak 8 ohmos. Ennek az az oka, hogy a hangszóró impedanciája meglehetősen változó a valós tényezők miatt, például a rezonancia miatt. és induktivitás attól függően, hogy a hangszóró egy adott pillanatban milyen zenei frekvenciákat játszik le.

Például egy 8 Ω-os hangszóró teljes ohmja (a sztereó impedanciaterhelése) akár 6 ohm is lehet, akár 70 ohm rezonancia esetén, és megközelítheti a 12 ohmot magas frekvenciák közelében, amint az itt látható grafikonon látható.

Hangszóró rezonancia

A hangszóró rezonanciafrekvenciája az a frekvencia, amelyen a mágnes és a hangtekercs szerelvény eltérően viselkedik, és nem elég jól szabályozható, mint más frekvenciákon. Emiatt a hangszóró „rezonál”, és ennek eredményeként sokkal nagyobb impedanciát hoz létre, amely számos, a hanggal kapcsolatos tényezőt befolyásol abban a rövid frekvenciatartományban.

Ezt a hangszórógyártók általában figyelembe veszik. Kerülik a hangszóró használatát ehhez a frekvenciához, hogy csökkentsék az ebből eredő hang- és teljesítményproblémákat.

Hangszóró tekercs induktivitása

Az induktorok nagyon hasznos elektromos alkatrészek, amelyek kihasználják az induktivitás előnyeit. Az induktivitás a huzalhurokon átáramló elektronok és a körülötte kialakuló mágneses mezők tulajdonsága. Csakúgy, mint az induktorok, a hangszóró hangtekercsek mágneses mezőkkel rendelkeznek, amikor elektromos áram folyik át rajtuk. Ezek a mezők úgy működtek, hogy a gyakoriságtól függő mértékű „ellenállást” biztosítanak.

A hangszóró impedanciája két dolog teljes összege:

A hangtekercset alkotó huzal hosszú tekercsének ellenállása.
Az induktivitásnak nevezett speciális mágneses tulajdonság, amely akkor jön létre, amikor a vezetéket tekercsbe tekerik.

A legtöbb hangszóró hagyományos kialakítású, hangtekercsei nagyon hosszú huzalból készülnek, amelyet szorosan egy orsónak nevezett papírcső köré tekernek. Ha sztereóról vagy erősítőről táplálják, a mágneses mezők mozgást keltenek, amikor a hangszóró mágneséhez vonzódnak, vagy attól távolodnak. Ez elmozdítja a hangszórókúpot, és a hang a levegő mozgásából jön létre.

A hangszóró hangtekercseinek mindig van egy bizonyos mértékű ellenállása (Ohm) magától a vezetéktől, ami a hangszóró impedanciájának részét képezi. Ezt fogja mérni, ha tesztmérőt használ a hangszóró csatlakozói között.

Az induktivitás fizikai tulajdonsága miatt ugyanazok a mágneses mezők hangot adnak ki a hangszóróból, és ellentétesek az áram áramlásával, némileg hasonló a vezeték ellenállásához. Ez is valamivel jobban hozzájárul aösszeshez ellenállást, amelyet impedanciának nevezünk.

A hangtekercsben lévő vezeték ellenállása és a tekercs induktivitása matematikailag összeadható az impedancia kiszámításához. (Ne feledje, hogy a hangszóró impedanciája mindig egyenlő vagy nagyobb, mint a tekercs vezeték egyenáramú (DC) ellenállása.)

Mérheti a hangszóró impedanciáját?

A hangsugárzó ohmainak (ellenállásának) mérésekor csak a huzaltekercs egyenáramú (DC) ellenállását méri – az impedanciát nem. Azonban általában elég közel van a teljes átlagos impedanciahoz

Amikor például ellenállásmérővel méri az „impedanciát”, akkor a tekercsvezeték ellenállását méri, nem a tényleges teljes impedanciát. Ehhez különleges felszerelésre van szükség. Az egyenáramú ellenállás ismeretében azonban a labdarúgásba kerül, mivel általában nagyon közel van.

Mi a jobb:8 ohmos vagy 4 ohmos hangszóró? A 2 ohmos vagy 4 ohmos hangszórók jobbak?

A 8, 4 és 2 ohmos hangszórók nem feltétlenül „jobbak” egymásnál. Helyesebb azt mondani, hogy a legjobb hangszóróimpedancia a használt rendszertől és elektronikától függ. Az a legjobb impedancia, amelyik megfelelően illeszkedik egy erősítő, sztereó vagy crossover impedancia specifikációjához, és a legjobb hangot és teljesítményt adja.

Mivel mindkettő a legnépszerűbb típus a világon, úgy gondolom, hasznos tisztázni néhány dolgot a 4 ohmos vs 8 ohmos hangszórókkal kapcsolatban. Ez különösen igaz az otthoni sztereó-tulajdonosokra, akik nem tudják, miért állítólag 8 ohmos hangszórókat használnak.

Nem használhat 4 ohmos hangszórókat 8 ohmos kompatibilis sztereóval vagy erősítővel (általában otthoni hifi). Ha alacsonyabb impedanciájú hangszórót használ, mint a sztereó, az felmelegedhet, és akár véglegesen megsérülhet!
8 ohmos hangszórók lehet 4 ohmos rádióval vagy erősítővel használható. Ennek azonban van egy hátránya, amelyet később elmagyarázok.
Ha hangszóró keresztezőket használ, nem cserélheti fel a 4 vagy 8 ohmos hangszórókat mivel a crossovert úgy tervezték, hogy csak a megfelelő hangsugárzóterhelés mellett működjön. Changing this causes the crossover frequency to change, affecting the sound.

Home stereos have an advantage over car stereos systems in that they have a much higher voltage supply available and don’t need large amounts of electrical current to deliver power. Car amplifiers can deliver huge amounts of power to 4 and 2 ohm speakers by using an internal power supply to generate higher voltages (often somewhere around 28V) for amplifying the speaker signal.

Otherwise it wouldn’t be possible to drive car speakers with tons of power and get boomy bass like many people enjoy from a 12V system.

When are 2 and 1 ohm speakers used?

Factory-installed amps sometimes use 2 or 1 ohm speakers to develop more power without spending the money on amplifier designs using an improved power source.

2 and even 1 ohm (yes, 1 ohm!) car audio speakers are rarely used except for car subwoofers and some special cases. Some factory-installed premium amplified car audio systems use lower impedance speakers. Bose and others are some good examples of this.

Car manufacturers “cheat” and avoid using a “real” car amplifier with an internal power supply as aftermarket products do to save money. They often use 2 or 1 ohm speakers to develop more power by delivering more current to the speaker in order to get a bit more power from the 12V supply available.

However, this brings other problems like not being compatible with standard 4 ohm speakers when it’s time to upgrade or replace faulty ones. They also can’t produce as much power as even a moderate power budget aftermarket amp that uses 4 ohm speakers can.

Do Ohms affect sound quality? Are higher ohms better for speakers?

Shown here is a graph comparing the power developed by 8 and 4 ohm speakers when connected to the same amplifier. As you can see, an 8 ohm speaker produces less power at the same output (volume) as a 4 ohm speaker. That’s because they need a higher voltage due to their higher impedance.

Speaker Ohms affects sound normally only under certain circumstances such as power (volume) and how they interact with crossovers. Higher ohms doesn’t mean better sound quality in the majority of cases.

You’ll get the best sound when using the right speaker impedance for a given application:

Matching the correct speaker Ohms to a radio or amp for the best available power and volume.
When using speaker crossovers.

1. Speaker power, volume, and how speaker Ohms matters

In the graph I posted above you can see what happens if an 8 ohm speaker is used in the place of a 4 ohm. What you’re seeing is:

The power for the lower impedance speaker, at the same amplifier or stereo output level, is twice that of the 8 ohm speaker.
The maximum power you’ll get for an 8 ohm speaker connected to a 4 ohm rated amp will always be lower than that of using a 4 ohm speaker.

What this all means is that using a 16Ω speaker in place of an 8Ω one, for example, has disadvantages in power loss and volume. There’s nothing to be gained from doing it. (Likewise the same principle for 8Ω and 4Ω speakers, too). For two otherwise identical speakers the sound quality itself will be the same – but one will have a lower volume.

Note that doubling power does not mean the volume doubles. Because of how our ears work, doubling power only increase the volume our ears perceive by about 3 decibels (3dB) which is a small amount.

Can I use an 8 ohm speaker with a 4 ohm amp?

While you can use higher impedance speakers with an amp or stereo if you like, it’s better to avoid it if you can. In some situations like when there’s plenty of power available from an amplifier, it’s less of a problem. However, using 8 ohm speakers in a 4 ohm car audio system for example isn’t desirable because power is often already hard to come by.

The stereo or amplifier will work fine but the maximum power output will be 1/2 of versus using 4 ohm speakers. Also, mixing and matching the two types means the speakers will be mismatched in volume output.

It’s best to properly match speaker impedances to stereos and amps for the best results.

2. Crossover shift and how speaker impedance matters

This diagram shows what crossover shift is and how speaker impedances affect how a crossover works. Changing the speaker Ohms load means the crossover frequency will shift and affect the sound.

Speaker crossovers work using capacitors and inductors that filter out sounds based on the speaker load they’re connected to. When you change the speaker impedance used you change the crossover frequency and the sound. Changing the crossover frequency like this is called “crossover shift.”

In other words, the range of sound that speakers will play will no longer be as intended. Bass speakers will often have to play midrange or treble sounds while tweeters may be exposed to midrange and bass – both very undesirable.

This can affect the sound quality in several ways:

A “harsh” sound from woofers or midrange speakers. Tweeters may sound distorted and begin to “break up” at a lower volume than they used to.
A “thin”, weak quality to the music.
Gaps in the sound ranges you should be hearing.

Speaker crossovers should only be used with the speaker impedance they’re designed for or they won’t sound the same.

For example, using an 8 ohm home speaker crossover with a 4 ohm car speaker won’t work correctly. That’s because the part values were chosen for one impedance only. When you change that, it dramatically changes the crossover frequency and you can expect bad sound as a result.