Potencia do Amplificador X Potencia do Falante

[gabrielperes95]

Olá pessoal, tudo bem?

Estou montando 2 amplificadores de 50w cada, um para guitarra e o outro para baixo, mas estou com duvida a respeito da potencia dos falantes.
Li em alguns lugares falando que o falante deveria ter o dobro da potencia do amplificador, mas na ficha técnica dos falantes da selenium fala que a potencia do amplificador que deveria ser o dobro da potencia do falante.
Como posso saber qual a potencia do falante que eu devo colocar no meu amp?

[kem]

...mas na ficha técnica dos falantes da selenium fala que a potencia do amplificador que deveria ser o dobro da potencia do falante...

Imagino que esses falantes não são proprios para instrumentos musicais, certo?

[EddieTavares]

De: Edu Silva <bahi0387§terra.com.br>
01/11/2000 12:15

Primeiro, voce precisa saber a potencia REAL dos falantes e drivers. Qual a marca e modelo? Sao novos ou já foram recondicionados? No segundo caso, usou os reparos originais? O gabinete foi corretamente dimensionado, segundo os parametro T-S, ou foi no "olhometro"? Crossover passivo ou biamplificada?

É tambem necessario saber qual a aplicacao: para ouvir em casa, no estudio ou no PA? Para cada aplicacao, uma regra.

Aparentemente, trata-se de um pequeno sistema de PA monoamplificado (full-range). Para esse caso, se requer para cada caixa um amplificador com 2 vezes sua potencia RMS, 20% a mais ou a menos. Lembre-se de levar em conta a impedancia da caixa, ao avaliar o amplificador para ela.

Exemplo: tendo sua caixa, 200W RMS / 8 ohms, seu amplificador deve poder suprir 400W RMS por canal nessa mesma impedancia (8 ohms). Dentro da tolerancia (+- 20%), temos entre 320 e 480 W RMS. Mais do que isso é desperdicio; menos, é perigoso, pois o amplificador terá que operar proximo ao seu limite para extrair tudo que o falante pode dar, o que o leva a distorcer. Essa é uma das maiores causas de queima de falantes e drivers - amps de pouca potencia trabalhando no limite.

Um amplificador com o dobro da potencia RMS do sonofletor (caixa) nao é demais, pois a potencia RMS em um falante é medida usando ruido rosa filtrado. O valor medido representa seu limite termico, mas ele pode resistir a picos de uns 6dB acima desse nivel. A potencia em amplificadores é medida com sinais senoidais, cujo pico está 3 dB acima do nivel médio (fator de crista = 3dB) - logo, o dobro dessa potencia está 6 dB acima, coincidindo com o limite do falante.

Desde que o conjunto amplificador / falante possa garantir o SPL (nivel de pressao sonora) suficiente para a aplicacao, sem distorcer, seus falantes estarao seguros.

Em situações criticas, como monitores em estudios e mesmo salas de audição HiFi, não é demais um headroom de 6 a 10dB, ou seja, amplificador com 4 a 10 vezes a potência RMS do falante. Com isso, voce tem uma folga suficiente para reproduzir transientes com a máxima fidelidade.

Parece exagero, mas não é. E faz diferença, sim. Claro que isso não significa que voce debe ouvir no máximo volume, permaneça dentro do limite imposto pelo monitor.

Um amp tão potente terá uma grande folga em suas condições de trabalho, e poderá manejar picos de potência de várias centenas de watts sem clipar. E seus monitores aguentarão bem esses transientes de duração muito breve, não chegam a queimar falantes e drivers, desde que não haja distorção séria. O que pode acontecer, em monitores de baixa qualidade, é a compressão dinâmica do sinal. Esse foi um dos fatores que levou a Yamaha a descontinuar a fabricação das infames NS-10: elas não tem a margem dinâmica necessária para reprodução fiel da música gravada em meio digital. Comprimem o sinal de maneira perfeitamente audivel.

Finalmente, no caso de alto-falantes para uso em amplificadores para instrumentos musicais (guitarra e baixo), os valores nominais de potência RMS do amplificador e falante poderão ser iguais. A distorção aqui faz parte do jogo, e os amplificadores costumam ser sobreexcitados.

Edu Silva


Tópico completo:
http://audiolist.org/forum/kb.php?mode=article&k=215

[hgamal]

É bastante interessante a análise dele, sobretudo no que tange a distorção. Mantidas as margens do sinal sem distorcer, podemos confiar bem no que ele fala.

Já no dia dia que vemos por ai - seja com instrumentos musicais, onde a distorção é a norma e não a exceção, ou nos "bailes funks" onde distorção é coadjuvante do show! (afinal se tiver fidelidade, não é verdadeiro) - a questão do casamento amplificador + falante é bem delicada!

[gabrielperes95]

Imagino que esses falantes não são proprios para instrumentos musicais, certo?

Certo, eu estava olhando naquela serie PW da selenium pois os amplificadores seriam somente para ensaios e já vi gente até aqui no fórum recomendando esses falantes.

Spoiler (clique para mostrar ou esconder)

De: Edu Silva <bahi0387§terra.com.br>
01/11/2000 12:15

Primeiro, voce precisa saber a potencia REAL dos falantes e drivers. Qual a marca e modelo? Sao novos ou já foram recondicionados? No segundo caso, usou os reparos originais? O gabinete foi corretamente dimensionado, segundo os parametro T-S, ou foi no "olhometro"? Crossover passivo ou biamplificada?

É tambem necessario saber qual a aplicacao: para ouvir em casa, no estudio ou no PA? Para cada aplicacao, uma regra.

Aparentemente, trata-se de um pequeno sistema de PA monoamplificado (full-range). Para esse caso, se requer para cada caixa um amplificador com 2 vezes sua potencia RMS, 20% a mais ou a menos. Lembre-se de levar em conta a impedancia da caixa, ao avaliar o amplificador para ela.

Exemplo: tendo sua caixa, 200W RMS / 8 ohms, seu amplificador deve poder suprir 400W RMS por canal nessa mesma impedancia (8 ohms). Dentro da tolerancia (+- 20%), temos entre 320 e 480 W RMS. Mais do que isso é desperdicio; menos, é perigoso, pois o amplificador terá que operar proximo ao seu limite para extrair tudo que o falante pode dar, o que o leva a distorcer. Essa é uma das maiores causas de queima de falantes e drivers - amps de pouca potencia trabalhando no limite.

Um amplificador com o dobro da potencia RMS do sonofletor (caixa) nao é demais, pois a potencia RMS em um falante é medida usando ruido rosa filtrado. O valor medido representa seu limite termico, mas ele pode resistir a picos de uns 6dB acima desse nivel. A potencia em amplificadores é medida com sinais senoidais, cujo pico está 3 dB acima do nivel médio (fator de crista = 3dB) - logo, o dobro dessa potencia está 6 dB acima, coincidindo com o limite do falante.

Desde que o conjunto amplificador / falante possa garantir o SPL (nivel de pressao sonora) suficiente para a aplicacao, sem distorcer, seus falantes estarao seguros.

Em situações criticas, como monitores em estudios e mesmo salas de audição HiFi, não é demais um headroom de 6 a 10dB, ou seja, amplificador com 4 a 10 vezes a potência RMS do falante. Com isso, voce tem uma folga suficiente para reproduzir transientes com a máxima fidelidade.

Parece exagero, mas não é. E faz diferença, sim. Claro que isso não significa que voce debe ouvir no máximo volume, permaneça dentro do limite imposto pelo monitor.

Um amp tão potente terá uma grande folga em suas condições de trabalho, e poderá manejar picos de potência de várias centenas de watts sem clipar. E seus monitores aguentarão bem esses transientes de duração muito breve, não chegam a queimar falantes e drivers, desde que não haja distorção séria. O que pode acontecer, em monitores de baixa qualidade, é a compressão dinâmica do sinal. Esse foi um dos fatores que levou a Yamaha a descontinuar a fabricação das infames NS-10: elas não tem a margem dinâmica necessária para reprodução fiel da música gravada em meio digital. Comprimem o sinal de maneira perfeitamente audivel.

Finalmente, no caso de alto-falantes para uso em amplificadores para instrumentos musicais (guitarra e baixo), os valores nominais de potência RMS do amplificador e falante poderão ser iguais. A distorção aqui faz parte do jogo, e os amplificadores costumam ser sobreexcitados.

Edu Silva


Tópico completo:
http://audiolist.org/forum/kb.php?mode=article&k=215

2. E se for um amplificador de guitarra, no qual QUEREMOS a distorção?   


A regra não se aplica a falantes de guitarra. Eles devem poder suportar 4 vezes a potência do amplificador para não queimar. Mas não precisa comprar um falante de 120 W para seu amplificador de 30 W: a potência nesses falantes é especificada pelos fabricantes de forma diferente daqueles para hifi ou PA. Assim, para um ampli de 30 W, use um falante de guitarra especificado como de 30 W e pronto. Na prática, ele resiste a bem mais que isso (dentro da faixa de frequências emitidas por uma guitarra, claro).

Então se eu usasse um 10PW3 (150w RMS, 8 Ohms) para o da guitarra ele aguentaria tudo de boa ou eu só não conseguiria usar um o amp muito alto?
Se eu botasse um 12PW3 (200w RMS, 4 Ohms), que por ser 4 Omhs a potencia do amp subiria para 80w, aguentaria o baixo de boa ou eu precisaria de um com potencia maior?

[hgamal]

Rapaz, su sempre duvidei destas especificações de falantes nacionais! 150/200 Watts naqueles falentes... só acredito vendo!

[EddieTavares]

Eu já lí tópicos e mais tópicos sobre o assunto e é difícil chegar a uma conclusão, pois depende muito do equipamento e do estilo.

A distorção achata os picos e vales da senoide fazendo com que o falante receba uma tensão de pico por mais tempo durante os picos e vales, deu pra entender? Bom... Vamos ver se a imagem abaixo ajuda:



Na imagem  vemos uma senoide pura e a mesma senoide amplificada e clipada, durante as porções dos semiciclos representadas em vermelho pontinhado, a tensão permanece contínua por alguns milissegundos.

Se este sinal estiver sendo reproduzido por um conjunto onde a potência dissipada é próxima do valor nominal do falante, esse falante não irá durar muito, mas se a senoide pura estivesse sendo reproduzida com a mesma potência não haveria problema algum.

Outro fator que eu colocaria em questão é: você realmente pretende usar o volume "no talo"?
Se sim, eu recomendaria muito que você use falantes de maior potência 2, 4x.. maior, mas saiba que falantes de maior potência são menos sensíveis o que se torna pouco desejável se vc vai usar 10 a 40% da potência do amplificador.

O potenciômetro de volume da grande maioria dos amplificadores é logarítmico isso quer dizer que com o pot em 12h ele deve dissipar apenas 10% da potência do amplificador, os 50% estariam próximos da regulagem em 3h, claro, isso sem considerar o ganho do preamp.

[xformer]

Puxa vida, outro dia fiquei sabendo que o Edu Silva da Audiolist tinha falecido (já faz um tempo).

Uma coisa que passou: a potência que é fornecida por um amplificador para os alto-falantes se transforma em duas formas de energia: mecânica que resulta no movimento do cone (que causa a vibração do ar = som) pois o alto-falante é um motor elétrico, e em calor (pelo efeito Joule da corrente passando pelo fio da bobina, que tem resistência). A maior parte vira calor e só uns 5% se tornam som (a parte útil).  Quando há esse ceifamento (clipping) do sinal, normalmente o alto-falante não responde a esse sinal, logo se a energia não vira som, vai virar calor, que dependendo da potência pode queimar. Quando o sinal for mais potente, mas sem distorção e o alto-falante consegue reproduzir sem que o cone se desloque além do permitido (isto é, consegue transformar a potência em movimento do cone e vibração do ar), então mais energia vira som e  menos calor será gerado e o alto-falante não queima. O importante é quanto da potência vira calor e quanto vira som.

[gabrielperes95]

Entendi, mas nessas distorções eu posso incluir as distorções propositais, tipo as dos pedais?

[xformer]

Entendi, mas nessas distorções eu posso incluir as distorções propositais, tipo as dos pedais?

Tem distorção de tudo quanto é tipo, as dos pedais em tese tem que acrescentar pelo menos algumas componentes harmônicas que sejam reproduzíveis pelo falante, senão não vão apresentar a modificação do timbre no som. Como o Eddie escreveu:

Na imagem  vemos uma senoide pura e a mesma senoide amplificada e clipada, durante as porções dos semiciclos representadas em vermelho pontinhado, a tensão permanece contínua por alguns milissegundos.

o ceifamento cria um sinal mais quadrado e chato (na verdade resultado da soma de muitos harmônicos não reproduzíveis) por um período de tempo, e que vai virar calor sem virar som (se aplicar sinal DC no alto-falante, como não tem variação do sinal, o cone não vibra e consequentemente não sai som).  Já no caso de distorções que mudam a forma de onda sem achatá-la, por exemplo afinando a ponta ou arredondando-a, provavelmente serão reproduzíveis e melhor aproveitadas.

[EddieTavares]

xformer

O com toda certeza o Edu Silva é um cara insubstituível, com certeza muitos outros sabem tanto quanto ou mais do que o Edu, mas ninguém tinha tanta paciência e vontade de difundir o conhecimento como ele, um profeta dos semicondutores.

Achei sua explicação perfeita e totalmente complementar com o que foi dito no restante do tópico, acho que agora conseguimos bater o martelo e explicar de forma prática e usual porque os falantes de guitarra devem aguentar mais potência que um de uso PA ou automotivo.

Uma coisa que eu não havia me dado conta, é que trabalhei como operário durante 8 anos, e havia um motor de um equipamento que tinha que operar em torno de 20hz e esse valor variava conforme a necessidade dosando o material.

Esse motor vivia queimando, o eletricista do meu turno dizia que era pelo uso do inversor (um equipamento que converte CA -> CA ou CC -> CA em uma frequência determinada), agora eu entendi, o problema é que a CA dissipada pelo inversor é onda quadrada a 20hz, isso gera muito calor.

[Ledod]

Uma coisa que eu não havia me dado conta, é que trabalhei como operário durante 8 anos, e havia um motor de um equipamento que tinha que operar em torno de 20hz e esse valor variava conforme a necessidade dosando o material.

Esse motor vivia queimando, o eletricista do meu turno dizia que era pelo uso do inversor (um equipamento que converte CA -> CA ou CC -> CA em uma frequência determinada), agora eu entendi, o problema é que a CA dissipada pelo inversor é onda quadrada a 20hz, isso gera muito calor.

 Não é bem isso, os inversores chaveiam o nível DC de forma a criar um sinal alternado na saída, nos trifásicos a forma de onda, apesar de possuir arestas se assemelha muito a uma senóide.

 

 Fonte: http://protorit.blogspot.com.br/2012/10/3-phase-voltage-source-inverter.html

 No fundo, pouco importa a forma de onda da tensão aplicada a um motor, o mais importante é a corrente circulante. Como o motor tem uma indutância não desprezível, além da inércia do rotor (que atua como um filtro passa baixas) a forma de onda da corrente é praticamente uma senóide.
 
 O problema mesmo é a baixa frequência da corrente, os enrolamentos não conseguem dissipar (lembremos que a reatância indutiva é diretamente proporcional a frequência) além da própria característica de indução magnética no estator, que quanto mais lentamente a variação do campo magnético,  menor trabalho gerado.

 Ou seja, o motor, para possuir o mesmo torque, precisa suportar uma corrente bem maior em seus enrolamentos (além de uma melhor ventilação de todo o sistema).
 Ele queima não devido a forma de onda aplicada e sim a frequência! (não existe motor AC que funcione em DC!)

 Um abraço,

 Eduardo

[Alex Frias]

Um bom exemplo disso é como um MiniMOOG ou um TAURUS MOOG conseguem facilmente queimar falantes com suas ondas quadradas. O pessoal d'OS MUtantes deve lembrar bem disso!

[EddieTavares]

Ledod

Será que daria um som musical essa senoide cheia de arestas???

Eu achando que tinha entendido alguma coisa... OK, e olha... E eu concluí que o o inversor era onda quadrada, pela sonoridade do motor, juro! O motor ligado em AC 60hz da tomada tem um som macio enquanto o som do motor ligado em um inversor soa como se fosse distorcido, um serrilhado.. Sinistro!

Prefiro o som de motores víntage com fio enamel e núcleo GO 

[xformer]

Ledod

Será que daria um som musical essa senoide cheia de arestas???

Eu achando que tinha entendido alguma coisa... OK, e olha... E eu concluí que o o inversor era onda quadrada, pela sonoridade do motor, juro! O motor ligado em AC 60hz da tomada tem um som macio enquanto o som do motor ligado em um inversor soa como se fosse distorcido, um serrilhado.. Sinistro!

Prefiro o som de motores víntage com fio enamel e núcleo GO 

Você quer ouvir ?  É só desenhar essa senóide modificada (é como chamam essa pseudo senóide , os fabricantes de inversores e no-breaks) no audacity por exemplo e depois mandar tocar.  Deve ser estridente.