Potência dos alto-falantes: Onde está a mágica?

[Eduardo]

Senhores

Há algum tempo venho pensando no problema da potência dos alto-falantes.  Até a década de 1970 eles vinham com a potência máxima suportada em watts expressa no imã. Eram valores módicos como 5W, 10W ou 15W para os de 12 polegadas. Isso parecia algo razoável e aceito sem muito questionamento.

Hoje vivemos na era da potência expressa em watts-marqueting. Há um sem número de siglas com um W entre as letras e com números grandes em frente. Temos coisas como WPMPO, WRMS, W Musical, WReal, WBrasil e assim por diante. O que esses números significam sempre foi um mistério para mim. Venho do tempo em que watt era uma unidade do sistema internacional que representava um trabalho realizado por uma força em um dado tempo.

Esta tarde peguei em minhas mãos um woofer 8PW3 da Selenium com os dizeres: Potencia musical 250W. Potência nominal 125WRMS. Então comecei a fazer contas. Para ser bonzinho resolvi usar a potência de 125W em meus cálculos, só para não sofrer muito. Sabemos que a potência elétrica é o produto da corrente e da tensão. Assim:

P=U*I

Em corrente alternada, a tensão é o produto da impedância e da corrente:

U=Z*I

Logo chegamos que a potência pode ser escrita como:

P=Z*I^2

Desta forma podemos calcular a corrente necessária para ativar o 8PW3 de 8 Ohms de impedância em sua potência máxima de 125W:

125=8*I^2

I=SQR(125/8)=3,95A

Se consultarmos a tabela de fios, veremos que o fio esmaltado AWG16 suporta uma corrente 3,7A que é inferior a que encontramos. Teríamos que usar o fio AWG15 que suporta 4,8A. Mas sejamos bonzinhos novamente e imaginemos que o projetista do alto-falante encontrou uma forma de refrigerar o fio dando uma maior capacidade de corrente. Assim ficamos com o fio AWG16 que tem 1,3mm de diâmetro.

Na mesma tabela temos que bobinas feitas com este fio têm 7,2 voltas por centímetro de enrolamento. Não desmontei o alto-falante para ver, mas sei por experiência que essas bobinas não tem mais que 1,5cm de comprimento e que o espaço no imã não é maior que 3mm. Aliás estou sendo bonzinho mais uma vez!

Vamos também imaginar que a Selenium encontrou uma forma especial de bobinar e colocou duas camadas deste fio no espaço de 3mm. Então, com toda bondade e boa vontade, consigo imaginar 21 voltas de fio 16 nessa bobina.

Para qualquer um que já desmontou um alto-falante, uma bobina como a descrita acima não corresponde ao que encontra dentro desses componentes.

Então, senhores, fica aqui a minha pergunta: Onde está a mágica?

Da forma como eu concebo as coisas é simplesmente impossível existir um alto-falante capaz de suportar 125W. Se fosse 20W teríamos um fio AWG20 que comporta 52 espiras na bobina imaginada.

Eu devo estar perdendo algum detalhe dessa história e peço ajuda aos colegas do fórum para me ensinar a mágica de dissipar potências de centenas de watts com bobinas diminutas feitas com fios finíssimos sem por fogo no cone de papelão.

Aguardo comentários.

Eduardo

[maioli]

Além de haver uma grande controvérsia sobre o significado de RMS, há diversidade de padrões de medida e os parâmetros usados na medida também variam.

Além disso, há um fator matemático curioso... tensão e corrente ficam fora de fase! Não sou bom suficiente em matemática para explicar os efeitos disso, mas lembro de ter visto algo do Aiken explicando isso em termos ideais com onda quadrada, na qual quando a tensão é máxima a corrente tende a zero e vice-versa.

Outro elemento curioso é que a impedância nominal é dada a uma certa frequência, variando enormemente nas outras. Ou seja, 8 ohms é uma impedância válida para 1kHz, sendo bem diferente acima e abaixo... Sem falar que a posição relativa da bobina ao campo magnético do ímã influencia drasticamente a impedância! Ou seja, sem sinal, em posição de repouso, a impedância seria de 8ohms a 1kHz... mas com sinal, 5 mm fora da posição de repouso, a impedância é completamente outra!

Isso pode ser notado em um outro dispositivo fortemente influenciado pela reatância indutiva - o transformador. Com o multímetro ligado a um transformador, medindo resistência, experimente balançar uma cave de fenda sobre ele... e veja o que ocorre! Ou então simplesmente aproximar uma massa maior de metal, como um alicate... ou medir com e sem o núcleo!

No fim, medir a potência dissipada pelo falante é quase como tentar medir um canguru pulando sem parar, usando uma trena de borracha em rinque de patinação no gelo.

Acho que na prática eles usam um amplificador de potência conhecida, estressando o falante até queimar... e definem a potência manejada pela potência do amplificador!

[Scorpion]

meu caro amigo Eduardo,,, voce esta fazendo uma confusão tremenda sobre a bobina do alto falante

o falante não funciona do jeito que voce mencionou

voce nunca vai ver uma bobina com esse tipo de fio,, pois ela não necessita de tal bitola para funcionar

a magica do falante esta em seu conjunto

imã, diametro da bobina, impedancia da bobina, cone, centragem, qualidade na montagem, sensibilidade,

o que influencia  mais na potencia é o conjunto magnetico(imã) e a bobina, no caso quanto maior o diametro maior a sua potencia

o tamanho do ima vai depender do material utilizado,,, creio que a maioria dos fabricantes devem projetar corretamente,

o material da bobina vai imfluenciar na durabilidade do mesmo, hoje as mais encontradas no mercado são as de corpo de aluminio

pra voce ter uma ideia, um falante que usa bobina de diametro de 51.60mm, fornesse em torno de 150w,,
com bobina de 64mm 250w, 77mm 350w e 99 em torno de 500w

altos falantes automotivos que usam essas numerações gigantescas prometendo potencias abusurdas e na verdade são fracos,, mais para voce ter a ideia de potencia de um falante sem precisar fazer testes com equipamentos proprios, ou sem precisar desmontar,,, é só voce olhar na uniao do cone com a centragem,, lá da pra ter uma ideia do diametro da bobina, e assim ter uma ideia de sua potencia

[hgamal]

Não acredito muito que estes alto-falantes aguentem a potência a que se propõe, mas... Para dissipar uma maior corrente, sempre podemos usar bobinas em paralelo. Fio fino mas várias bobinas.

A partir de agora são apenas conjecturas: O sistema é um pouco mais complexo, parte da energia entregue ao alto falante vira movimento do cone. Ai que talvez este seja o mote da coisa. Como nem toda a energia entregue vira calor - o alto-falante é mais um exemplo de motor, o efeito final é que, no momento de maior corrente, a tensão aplicada sobre a bobina seja mais baixa, obtendo uma dissipação menor na bobina. Neste ponto faz sentido. Se toda a energia virasse calor, não haveria movimento nem som.

Uma forma rápida e destrutiva de comprovar a teoria acima, seria um pequeno experimento: Bloquear o movimento da bobina em várias potências conhecidas onde normalmente ele funcionaria perfeitamente. Certamente ele irá queimar a partir de alguma delas.

Não podemos esquecer que algum método de refrigeração da bobina tem que ser provido.

[guii_music]

Essa questão é meio complicada... Pois bem, a tecnologia e os avanços nos meios de comunicação crescem muito rápido, e não me surpreende o fato de novas tecnologias em alto-falantes serem empregadas, afim de que, claro, aumente o desempenho do produto e diminua o seu preço. Por acaso esse lance da potência dele também não depende do tipo de onda que vai ser gerada ne também? Tipo, em quais frequências o sinal é mais acentuado. Por exemplo, alto-falantes costumam a falar mais alto nas frequências mais altas ou ondas mais curtas, e dependendo do falante, a resposta é muito maior (tweeters,por exemplo). Eu acho assim, hoje, mais do que nunca, se prima mais o som automotivo, e para essa finalidade, cada som tem seu própio alto falante: Cornetas para médios, tweeters para agudos e alto-falantes desses de 8", 10", 12" ou 15" para woofers, ou seja, para os graves. Então, Hoje, o lance é mais específico. Antigamente, um carro usava dois alto-falantes comuns para todo o som dele. Aí aparece uma galera querendo mais "pancadão" no som, e os fabricantes perceberam que cada frequência tinha que ter o seu próprio gerador (alto-falante) para que ea mesma seja mais acentuada. Então, hoje, acho que os alto falantes estão mais específicos, assim como a potência dele também é específica, seja para os graves, os médios e os agudos. E vamos concordar, na elétrica de potência, na maioria das vezes, os valores não são "reais", e sim "nominais", por isso é muito difícil um produto te fornecer aquilo mesmo que ele está prometendo... Meu amp por exemplo é 15W, mais se eu tentar usar só os graves dele, ele soa como 5W, e só os agudos, soa como uns 20W.
É meu amigo, hoje tudo está muito complicado de se entender...

[Eduardo]

Oi Pessoal

Os colegas tem razão em um ponto crucial que me havia escapado. O alto-falante é um transdutor e eu estou usando equações de resistor na análise. Embora sua grandeza nominal seja a impedância e nós usemos esta aproximação com um resistor ao projetarmos os estágios de saída, ele é mais parecido com um motor elétrico.

Acredito que travar o cone faça o falante queimar, da mesma forma que travar o eixo de um motor também danifica a peça.

Mesmo assim olho com desconfiança para esses rótulos dos alto-falantes. O fato de trazerem duas potências gravadas é no mínimo suspeito. Será que uma é para vender e a outra para dar garantia?

Vou estudar mais o tema e tentar encontrar alguma literatura séria sobre o assunto.

Abraços

Eduardo

[Alex Frias]

O fato de trazerem duas potências gravadas é no mínimo suspeito. Será que uma é para vender e a outra para dar garantia?

BINGO!!!

[pablocorks]

pra voce ter uma ideia, um falante que usa bobina de diametro de 51.60mm, fornesse em torno de 150w,,
com bobina de 64mm 250w, 77mm 350w e 99 em torno de 500w

seguindo a sua teoria, um falante que suporta 1200wrms teria uma bobina de 230mm?
sua matematica pura e crua onde determina-se a potencia de um alto falante apenas pelo diametro da bobina na minha opnião tá equivocada demais.

o material da bobina, sistema de refrigeração, tipo de imã, até mesmo o posicionamente da bobina reflete na potencia suportada pelo auto falante. nao digo que o tamanho nao influencie, certamente sim, mas nao somente ele.

altos falantes automotivos que usam essas numerações gigantescas prometendo potencias abusurdas e na verdade são fracos,, mais para voce ter a ideia de potencia de um falante sem precisar fazer testes com equipamentos proprios, ou sem precisar desmontar,,, é só voce olhar na uniao do cone com a centragem,, lá da pra ter uma ideia do diametro da bobina, e assim ter uma ideia de sua potencia

não, não dá pra ter ideia da potencia de um alto falante olhando para o diamentro da bobina. e mais, dizer que auto falantes "prometem potencias absurdas e na verdade sao fracos" é maltratar demais marcas renomadas e conhecidas mundialmente pela qualidade de seus produtos.

só pra exemplificar:

http://www.sonicelectronix.com/item_22592_Rockford+Fosgate+T2D415.html

e ai? 1200wrms. a rockford fosgate tá errada? é um alto falante fraco? será que nao suporta a potencia declarada?

e te digo, esse como outros falantes gringos ou não fazem o que prometem, e muito bem. um rockford desse dai ligado a um amplificador perfeitamente alimentado pro sinal nao clipar aguenta até 2400wrms.

um abraço!

[Scorpion]

pra voce ter uma ideia, um falante que usa bobina de diametro de 51.60mm, fornesse em torno de 150w,,
com bobina de 64mm 250w, 77mm 350w e 99 em torno de 500w

seguindo a sua teoria, um falante que suporta 1200wrms teria uma bobina de 230mm?
sua matematica pura e crua onde determina-se a potencia de um alto falante apenas pelo diametro da bobina na minha opnião tá equivocada demais.

o material da bobina, sistema de refrigeração, tipo de imã, até mesmo o posicionamente da bobina reflete na potencia suportada pelo auto falante. nao digo que o tamanho nao influencie, certamente sim, mas nao somente ele.

altos falantes automotivos que usam essas numerações gigantescas prometendo potencias abusurdas e na verdade são fracos,, mais para voce ter a ideia de potencia de um falante sem precisar fazer testes com equipamentos proprios, ou sem precisar desmontar,,, é só voce olhar na uniao do cone com a centragem,, lá da pra ter uma ideia do diametro da bobina, e assim ter uma ideia de sua potencia

não, não dá pra ter ideia da potencia de um alto falante olhando para o diamentro da bobina. e mais, dizer que auto falantes "prometem potencias absurdas e na verdade sao fracos" é maltratar demais marcas renomadas e conhecidas mundialmente pela qualidade de seus produtos.

só pra exemplificar:

http://www.sonicelectronix.com/item_22592_Rockford+Fosgate+T2D415.html

e ai? 1200wrms. a rockford fosgate tá errada? é um alto falante fraco? será que nao suporta a potencia declarada?

e te digo, esse como outros falantes gringos ou não fazem o que prometem, e muito bem. um rockford desse dai ligado a um amplificador perfeitamente alimentado pro sinal nao clipar aguenta até 2400wrms.

um abraço!

para 1200watts basta ter uma bobina 99.00 dupla

a minha teoria não é para determinar a potencia exata,,, e sim para ter uma ideia e não ser passado para tras

concordo com voce em questão do material do alto falante influenciar na potencia
só não concordo com a posição da bobina, que enfluencia sim no seu bom funcionamente, e não na potencia


o falante que voce citou, da sim os 1200w rms
eu não generalizei as marcas,,,

e voce precisa ver direito o anuncio,,, pois la esta escrito que o falante é 1200w rms,, e 2400w peak

peak não é rms,,, tem uma grande diferença!

a medição em peak é a que constumam colocar em destaque

e um abraço pra voce tambem

[pablocorks]

pra voce ter uma ideia, um falante que usa bobina de diametro de 51.60mm, fornesse em torno de 150w,,
com bobina de 64mm 250w, 77mm 350w e 99 em torno de 500w

seguindo a sua teoria, um falante que suporta 1200wrms teria uma bobina de 230mm?
sua matematica pura e crua onde determina-se a potencia de um alto falante apenas pelo diametro da bobina na minha opnião tá equivocada demais.

o material da bobina, sistema de refrigeração, tipo de imã, até mesmo o posicionamente da bobina reflete na potencia suportada pelo auto falante. nao digo que o tamanho nao influencie, certamente sim, mas nao somente ele.

altos falantes automotivos que usam essas numerações gigantescas prometendo potencias abusurdas e na verdade são fracos,, mais para voce ter a ideia de potencia de um falante sem precisar fazer testes com equipamentos proprios, ou sem precisar desmontar,,, é só voce olhar na uniao do cone com a centragem,, lá da pra ter uma ideia do diametro da bobina, e assim ter uma ideia de sua potencia

não, não dá pra ter ideia da potencia de um alto falante olhando para o diamentro da bobina. e mais, dizer que auto falantes "prometem potencias absurdas e na verdade sao fracos" é maltratar demais marcas renomadas e conhecidas mundialmente pela qualidade de seus produtos.

só pra exemplificar:

http://www.sonicelectronix.com/item_22592_Rockford+Fosgate+T2D415.html

e ai? 1200wrms. a rockford fosgate tá errada? é um alto falante fraco? será que nao suporta a potencia declarada?

e te digo, esse como outros falantes gringos ou não fazem o que prometem, e muito bem. um rockford desse dai ligado a um amplificador perfeitamente alimentado pro sinal nao clipar aguenta até 2400wrms.

um abraço!

para 1200watts basta ter uma bobina 99.00 dupla

a minha teoria não é para determinar a potencia exata,,, e sim para ter uma ideia e não ser passado para tras

concordo com voce em questão do material do alto falante influenciar na potencia
só não concordo com a posição da bobina, que enfluencia sim no seu bom funcionamente, e não na potencia


o falante que voce citou, da sim os 1200w rms
eu não generalizei as marcas,,,

e voce precisa ver direito o anuncio,,, pois la esta escrito que o falante é 1200w rms,, e 2400w peak

peak não é rms,,, tem uma grande diferença!

a medição em peak é a que constumam colocar em destaque

e um abraço pra voce tambem

olá!

então, eu nao disse que dava 2400 rms, disse 1200 mesmo, eu disse que com uma onda perfeita ele suporta os 2400.

a posição da bobina influencia sim na potencia suportada, uma bobina mal posicionada em caso de reparo por exemplo pode influenciar no xmax e consecutivamente na potencia suportada.

a questão da bobina dupla tambem influencia mas nao é regra, existem falantes iguais com a mesma potencia nominal e com opções de bobina dupla ou não, exemplo o bomber upgrade e inumeros outros. a bobina dupla hoje é muito mais para casamento de impedancias do que para potencia, por mais que influencie nos parametros ts.

a gente tem que definir aqui qual tipo de alto falante estamos falando né!  por mais que o handmades nao seja um forum segmentado em tese, aqui se fala quase exclusivamente de coisas ligadas a instrumetos musicais.

nao tenho teoria suficiente pra discutir parametros de alto falantes de guitarra especificos (ainda vou ler muito a respeito), nem sei mesmo quais são os melhores parametros ts pra eles, mas eu argumentei de uma forma generica.

e o fod@ de falar disso é a generalização, tanto de marcas quanto de finalidade.

mas a ideia é essa, vamo ler, trocar ideias, discutir, argumentar e talz... assim todo mundo aprende um poquinho mesmo que só lendo.

abração!

[Scorpion]

é essa a intenção mesmo! um aprendendo com o outro!

esse assunto é bem complexo, pois mesmo com a certeza da fidelidade do alto falante, extrair a maxima potencia é quase imposivel!

vai depender do conjunto inteiro: sinal - amplificação - sonofletor - falante

 como um surfista em busca da onda perfeita, somos nós em busca de um audio perfeito!

[maioli]

Taí uma bela discussão. Com a difusão das caixas open back, criou-se um mito que os parâmetros TS "não interessam" para guitarra. Mas existem modelos de caixas fechadas que ou acertaram "por sorte" no aproveitamento desses parâmetros, ou foram feitas por engenheiros que os levaram em conta. Em se tratando do $$$$$ que gira nessa indústria, eu não apostaria na sorte nem por um segundo.

[designermx2]

Como sempre, deixa eu colocar um barril de pólvora aqui... ehheeh...

Concordo quando dizem aqui que é para vender e que não é real. Fiz um teste com meu valvuladinho que deu trabalho, mas saiu graças a galera aqui (e principalmente a eduardo que manja prakas)... eu tinha um cubo samick la-10 que se dizia ter 25w de potência Real e open back... seu altofalante diz que tem 30w real e musical de 40... isso escrito nele no fundo e nunca foi recondicionado... até ai beleza.. tendo toda boa vontade do mundo, acredito que meu amp deva estar dando no máximo (e caso estivesse usando 100% de tudo , ou seja, sem perdas) uma média de 11w. Acredito que o que vi por ai que um valvulado é igual a 2x o valor de um transistorizado , ele seria então o equivalente a 22w (comparando com o transistorisado, ainda seria "mais fraco").

Colocando no teste, quando cheguei a uns 90% do volume no altofalante que se dizia ser 30w, ele começou a "peidar"... isso mesmo... uma sequência de "papocos" que deixava o som uma porcaria.... considerando que 90% do som é o mesmo que 19,80% (isso em condições mais que perfeitas e sem perda alguma) o som está defasando a boca em 30% de sua capacidade total?

O mesmo amp foi ligado a um alto falante de 80w RMS e fez um belo trabalho e deixei ela selada porquê ainda não tenho uma tico-tico disponível (a que eu usei antes era emprestada).

Pergunto:

p q (moderador, peço que me suspenda do fórum) o que dizia 30 e foi projetada para guitarra não aguentou nem 20% mesmo sendo openback (sem pressão do ar) ?

p q (moderador, peço que me suspenda do fórum) temos a impressão de maior volume com 4 falantes (independete de impedância), mas com "pouca" potência a mais que o geral?

Será que o efeito de "peido" no falante foram frequências que ele não aguentou reproduzir, uma vez que no alto falante grande, quando aumento, percebo um grave mais bonito aparecendo, ou foi apenas uma questão de potência que é mentirosa no fundo do alto falante?

[Alex Frias]

Uma das coisas que vc mencionou no final faz bastante sentido. Pois se o seu novo valvulado tem uma resposta melhor de graves pode ser que, além de toda compressão que as válvulas podem ter, o que é mais aceitável como resposta à sua pergunta é que talvez o seu falante dito de 30W não aguente o esforço de reproduzir as frequencias mais baixas entregues a ele. Experimente o outro amp que é parte dele num 4 x 12 e veja se ele reproduz os graves tão bem quanto seu valvuladinho!

[designermx2]

O cabeçote transistorizado do Samick tinha até mais frequências graves (aparentemente) do que o meu valvulado... muito mais mesmo... inclusive achava tão grave e fechado que quando ouvi o valvulado, parecia que eu tinha tirado um tampão daqueles de proteção de silicone do ouvido. Mesmo aumentando o agudo e médio, as frequências não eram tão claras e bonitas quanto o do valvulado. Só que o volume na metade do amp, era insuportável escutar, primeiro porque distorcia, mas eu lembro que uma vez coloquei no máximo para ver o quanto fazia de zoada, mas não dá aquele som de "peido". Não tenho como testar numa 4x12, mas estou juntando grana para comprar os falantes e fazer a caixa. Vou fazer para um futuro amp que estou me preparando psicologicamente e por parte dos conhecimentos necessários (que ainda estou estudando).