Conexión de Altavoces y Gestión de Impedancia en Sistemas de Audio

Acoplamiento Directo: Conexión a Impedancia Constante

La conexión entre el amplificador y el altavoz se realiza directamente. El valor total de la impedancia de los altavoces conectados al amplificador debe ser el especificado por el amplificador como impedancia mínima. Los altavoces se pueden asociar al amplificador de tres maneras:

• Serie
• Paralelo
• Mixto

Cálculo de Magnitudes Asociadas al Circuito

Consideremos el siguiente ejemplo:

• Amplificador: 60W / 8Ω
• Altavoz: 8Ω

Las magnitudes se calculan de la siguiente manera:

V_o = = 21,9V

I_o = = = 2,74A

P_altavoz = P_o = V_o · I_o = 21,9 V x 2,74 A = 60W

Asociación de Altavoces en Serie

En esta asociación, la corriente es la misma en todo el circuito e igual a la suministrada por el amplificador. La tensión se reparte entre cada uno de los altavoces, y la impedancia total es la suma de todos los altavoces.

• Z_t = Z₁ + Z₂ + Z₃
• V_o = V₁ + V₂ + V₃
• I_t = I₁ = I₂ = I₃
• P_t = P₁ + P₂ + P₃

Asociación de Altavoces en Paralelo

Aquí, la tensión en cada uno de los altavoces es la misma. Sin embargo, la intensidad se divide por el número de altavoces, y la impedancia total se calcula como:

= + +

• V_o = V₁ = V₂ = V₃
• I_t = I₁ + I₂ + I₃
• P_t = P₁ + P₂ + P₃

Asociación de Altavoces Mixta

Esta es una combinación de altavoces en serie y en paralelo. En este caso, se deberá estudiar la configuración específica para determinar qué impedancias se suman y cuáles se dividen, y lo mismo aplica para las tensiones e intensidades.

Desadaptación de Impedancias en Sistemas de Audio

La máxima cantidad de energía que entrega un amplificador se consigue cuando existe una adaptación de impedancias perfecta. La desadaptación puede ocurrir por varios motivos:

• Si la impedancia del altavoz es mayor que la indicada por el fabricante en el amplificador, la cantidad de potencia entregada al altavoz será menor.
• Si la impedancia del altavoz es menor a la indicada por el fabricante en el amplificador, este entregará mucha más potencia de la que está preparado, lo que puede dañar el amplificador.
• La desadaptación de impedancias en una conexión directa puede darse por dos motivos principales:
  1. La carga conectada es mayor a la especificada por el fabricante.
  2. A esto se suma la resistencia de la línea de transmisión, influida por la distancia y una sección de cable equivocada.

Ejemplo de Desadaptación de Impedancias

Consideremos el siguiente escenario:

• Amplificador: 60W / 8Ω
• Altavoz: 16Ω

Los cálculos serían:

V_o = = 21,9V

I_o = = = 1,37A

P_altavoz = P_o = V_o · I_o = 21,9 V x 1,37 A = 30W

Desadaptación de Impedancia por Efecto de los Conductores

La longitud, sección y material de composición de los conductores ejercen una resistencia que debe calcularse para evitar la desadaptación de impedancias al sumarla con la de los altavoces.

R = ρ

R = 0,017 x = Ω

Línea de Tensión Constante: Optimización de la Transmisión de Audio

Las líneas de tensión constante se utilizan con el objetivo de reducir las pérdidas en la línea de transmisión. En estas instalaciones, se emplean líneas de alta impedancia que mantienen un nivel de tensión de línea constante. Para lograr esto, se utiliza un transformador a la salida del amplificador que eleva la tensión para reducir la intensidad y, consecuentemente, disminuir la potencia disipada en la línea. Posteriormente, en el altavoz, se emplea otro transformador que adapta la impedancia.

Potencia en Líneas de Tensión Constante

A los altavoces se les designa por la potencia que absorben de la línea. Es crucial que la suma total de la potencia de los altavoces conectados no supere la potencia nominal del amplificador, ya que de lo contrario, el sistema podría dañarse.