medindo potência de amplificador valvulado

[marcao_cfh]

Gostaria de saber como vocês fazem e o que usam. Li que, basicamente, é usada uma carga resistiva e medir com osciloscópio a tensão e corrente de saída, para calcular manualmente a potência. Então surgiram algumas dúvidas:

1 - No caso de amplificadores pequenos (chutando alto, até 5W, mas o que quero medir mesmo não chega a 1W), uso um resistor de 8r 5W? Ou posso usar um resistor de 330r 1/4W, seguindo orientações do xformer nesse tópico?
2 - Por que não posso medir no próprio falante?
3 - Por que não posso medir com multímetro? Tenho acesso a um osciloscópio, essa é só por curiosidade mesmo.
4 - Existe algum outro método para fazer essa medida?

[bossman]

Gostaria de saber como vocês fazem e o que usam. Li que, basicamente, é usada uma carga resistiva e medir com osciloscópio a tensão e corrente de saída, para calcular manualmente a potência. Então surgiram algumas dúvidas:

1 - No caso de amplificadores pequenos (chutando alto, até 5W, mas o que quero medir mesmo não chega a 1W), uso um resistor de 8r 5W? Ou posso usar um resistor de 330r 1/4W, seguindo orientações do xformer nesse tópico?

Só lembre-se de que alguns amplificadores quando saturados produzem mais do que a potencia nominal portanto acho que seria legal usar um resistor de uns 10w só por seguridade  (sim... meu coeficiente de c@g@$%# é alto  )

2 - Por que não posso medir no próprio falante?

Quem disse que não ? Normalmente os vizinhos chatos é quem essa resposta 

3 - Por que não posso medir com multímetro? Tenho acesso a um osciloscópio, essa é só por curiosidade mesmo.
4 - Existe algum outro método para fazer essa medida?

[xformer]

1 - No caso de amplificadores pequenos (chutando alto, até 5W, mas o que quero medir mesmo não chega a 1W), uso um resistor de 8r 5W? Ou posso usar um resistor de 330r 1/4W, seguindo orientações do xformer nesse tópico?

Eu não orientei o uso de resistor de 330 ohms para medir a potência, mas para servir de carga fixa para o valvulado quando se desconecta o alto-falante e assim  não estragar o transformador de saída.  Leia o tópico inteiro para entender o contexto.
Se usamos o transformador de saída para CASAR a impedância da carga com a impedância das válvulas de saída, logicamente a saída do transformador é para ser usada preferencialmente com o valor da impedância nominal de saída dele. Dessa forma obtemos a maior transferência de potência possível. Qualquer outro valor de impedância vai mudar a máxima transferência de potência.

2 - Por que não posso medir no próprio falante?

Porque o alto-falante não é uma carga resistiva pura, composto por indutâncias, capacitância e resistência. Logo a impedância vai variar conforme a frequência. Para 100Hz vai ter um valor, para 1kHz vai ser outro valor, para 3kHz vai ser outro, e que conforme eu escrevi acima, vai alterar a o valor da potência dependendo da impedância.  Com a resistência pura, vai ser 8 ohms em toda faixa de frequências. Além disso, com carga reativa (indutância e capacitância) haverá defasamento da corrente e da tensão e você medirá a potência errada (haverá a potência aparente, reativa e real).

3 - Por que não posso medir com multímetro? Tenho acesso a um osciloscópio, essa é só por curiosidade mesmo.

Você tem de injetar um sinal senoidal, assim é bom medir com o osciloscópio pra poder ver quando o sinal na carga começa a distorcer e ser ceifado (achatado ou afinado) devido ao corte e saturação. Quando o sinal na saída fica ceifado e quase quadrado, a potência fica maior, mas a distorção é demasiada. Assim a potência deve ser medida com o sinal mais próximo de uma senóide com a maior amplitude possível sem distorção aparente.  Isso não é possível  de ser visto só com o multímetro.

[marcao_cfh]

Entendi as explicações. No caso do resistor de 330r, eu li o tópico todo (inclusive tirei algumas dúvidas no tópico quanto a ele), foi suposição minha em poder se tratar do mesmo resistor. Vou providenciar um resistor de 8r 10W, meu coeficiente de c@g@$%# geralmente é baixo mas ele tende ao infinito de vez em quando .

[bossman]

xformer

Mas essa medição com resistor de 8 ohms  é teórica uma vez que o amplificador não será finalmente usado com um resistor na saída, correto ? Entendi toda sua explicação sobre o motivo de ser medido assim mas, ainda persiste essa dúvida na minha cabeça.

[xformer]

Se a gente quer descobrir qual a máxima potência de saída do amplificador, tem de usar uma carga que seja adequada para o casamento de impedância e que não varie com a frequência (caso se queira levantar a curva de resposta em frequência) e medir a potência em diversas frequências (e não apenas a padrão de 1kHz).  
Se eu uso uma carga resistiva, ela será igual para eu fazer essa medição e para você fazer a medição no seu amplificador. Agora se usar um alto-falante, ele provavelmente será diferente do alto-falante que você for usar. Aí não tem como comparar coisas medidas sobre cargas diferentes.  Usar a resistência como carga não significa potência teórica, mas verdadeira e real sim. Com ela medimos o que o amplificador pode fornecer.
Mesmo que a carga na vida real seja o alto-falante, com ele não tem como fazer uma medição confiável de nada. E de fato, ele vai responder melhor para algumas frequências e pior para outras (ele tem a sua curva de resposta em frequência e o amplificador tem a dele também).

Se o seu carro tem potência de 100HP, não significa que você vai usar 100% do tempo a potência máxima do motor.  O fabricante faz uma medição em determinadas condições (RPM, torque, etc) que no uso diário não são sempre demandadas ou atingidas. É apenas uma medida de desempenho do motor, o mesmo vale para o amplificador (afinal a grandeza física é a mesma - potência).

[bossman]

Obrigado pela aula ! 

[marcao_cfh]

Como sempre, uma verdadeira aula vinda do xformer!

[kem]

Se você vai medir a potência de um amplificador de 1W, o resistor de 5W pode ser que aguente, mas ele vai esquentar, então cuidado.
Mas se o amplificador for de 5W, o resistor tem que ser de, no mínimo, 20W.
Outra coisa. Vai ser difícil achar resistor de 8R. Você vai achar facil de 8R2. Mas pode fazer uma combinação de resistores de forma a obter 8R e aumentar a dissipação.

[marcao_cfh]

A ideia da combinação é interessante. De qualquer forma, acho difícil chegar aos 8r, levando em consideração a imprecisão no valor dos resistores. Mas acho que, para ter uma noção da potência, uma variação de poucos décimos de ohm não influenciaria muito.

[marcao_cfh]

Ressuscitando o tópico, gostaria de saber se estou fazendo o procedimento de maneira correta:

- liguei a saída a um arranjo de 4 resistores resistores, totalizando 8r3 e 20W.
- conectei o osciloscópio diretamente a esses resistores, medindo tensão alternada.
- na entrada, inseri um sinal senoidal de frequência 1KHz provindo do celular.
- ajustei os potenciômetros do amplificador no máximo.
- no celular, alterei o volume do sinal até a onda observada no osciloscópio começar a ser ceifada.
- anotei os valores de tensão máxima e tensão pico a pico fornecidos pelo osciloscópio.

Está correto o procedimento? Caso esteja, para calcular a potência, uso a tensão máxima ou tensão pico a pico?

[xformer]

O procedimento está correto, mas a medição da tensão é melhor se for feita com um multímetro true rms porque pode haver uma distorção que não é detetável olhando só no osciloscópio que serve pra ver antes do ceifamento (se for um sinal assimétrico, não adianta ver a tensão máxima (de pico) ou a pico a pico). A potência tem de ser calculada com a tensão eficaz (rms)  pela fórmula Potência = (Vrms^2)/Resistência.
Medir a tensão de pico ou a pico a pico e transformá-la em tensão eficaz só funciona se a forma de onda for sem distorção.
No caso de sinal senoidal sem distorção:  Vrms = Vpico / 1,414  
ou Vrms = Vpp / 2,828

Se olhar e medir só com o osciloscópio, e o sinal estiver bem parecido com uma senóide sem distorção, o cálculo da potência vai ser próximo do real. Se for só pra ter uma ideia da potência de saída, então nem esquenta.

[marcao_cfh]

Fiz mais para ter uma ideia mesmo. Ou eu fiz algo errado (tipo ter ajustado o sinal de entrada um pouco mais baixo do que deveria), ou então 0,28W numa caixa 4x12 é bem mais alto que eu imaginava alto o suficiente para eu me preocupar em usar o amplificador em apartamento durante o começo da noite.