Re: Revisando lo que sabemos de la potencia, la sensibilidad y los malditos ohmios

Lo dejo mi post dentro de un spoiler pues trata sobre el tema tangencial de "los malditos ohmnios", evitando el offtopic a quien no le interese eso. He hecho lo mismo con vuestras respuestas.

Spoiler:

Iniciado por danielcurly

Completamente de acuerdo Lucky.

Solo matizar que estaba considerando sensibilidades en dB SPL 1w 1m, que se usa extensamente en especificaciones de fabricantes de conos (ejemplo), no sensibilidad dB SPL 2.83v 1 m.

Cierto que esto puede llevar a confusion , pude llevar a diferencias de 1-2dB aprox al hacer los calculos de SPL total al hacer estos calculos.

Respecto a lo que indicas de la relacion entre voltaje y extrusion completamente cierto, pero no se puede aplicar en este caso que yo indicaba, ya que en dos altavoces con misma sensibilidad en SPL 1m 1w, en el caso del altavoz con menor impedancia, esto significara que tendra una mayor extrusion del cono a mismo voltaje, y por lo tanto mas nivel de SPL.

En caso de hablar de dB SPL a 2,83v 1m, si fueran mismas sensibilidades si seria el caso que indicas, ya que para conseguir ese nivel de voltaje en este caso el altavoz requiere el doble de potencia.

Mi "tesis" es que las mediciones de sensibilidad todas han de realizarse con el mismo voltaje (2,83), que equivale a 1w pero con carga de 8 ohms, sino no serían comparables las sensibilidades distintos altavoces con distinta impedancia.

Vengo a decir que aunque se exprese intensidad de la señal en forma de voltaje (2,83) como de potencia (1w), este último se considera vatio a 8 ohm. La sensibilidad representa la eficacia electromotríz, y si la SPL depende del voltaje este ha de ser el mismo para comparar eficacia o sensibilidad entre altavoces, siendo por tanto distintos los vatios con los que se consigue ese voltaje si la impedancia no es la misma.

Iniciado por Remior

Antes de nada lo primero es lo primero: Pido disculpas por las salidas de tono y las maneras que he tenido al postear. No era mi intención pero me ha salido así. Pido disculpas a los moderadores y al autor del post por “ensuciar” el post y dar más trabajo del debido. Mi carácter a veces me traiciona y es que soy muy directo a veces (no siempre). Me sentí ofendido por un post y lo he llevado al extremo pero con este post doy por terminada “la pataleta”. Sin más y por alusiones me dispongo a contestar por última vez.
Danielcurly, mis respetos como compañero de foro pero me sentó ofendido por poner en duda mis conocimientos y que los divulgaba con la intención de confundir, y nada más lejos de lo que hago siempre (prueba de ello mis otros post en el foro que siempre tratan de ayudar a los demás). Como tengo claro que tú no me vas a convencer y yo a ti tampoco voy a contestar a las ideas que planteas en tu último post según las veo yo. No por llevarte la contraria sino para que los demás vean que ideas también tiene su razón de ser. .

Estupendo, todos nos soliviantamos de vez en cuando, lo mejor, pelillo a la mar. Ahora, en tanto es un tema técnico alguno podrá convencer al otro si realmente lleva razón, esto de la física, a este nivel, tiene poco de especulación u opinión personal

Voy a intentarlo yo, que como moderador estaré cumpliendo la Ley de Peter y es probable que meta la gamba, para ello hay doctores en esta iglesia que me corregirán.

Iniciado por Remior

...Un amplificador que entregue exactos a caja 200W si esta es de 4 Ohms tiene una resistencia por delante para entregarla y según su eficiencia tendrá que generar algo más de esos 200w para que con las pérdidas por calor (efecto Joule) lleguen a caja los 200W justos.
Ese mismo amplificador si tiene que entregar 200W a una caja de 8 Ohms tiene por delante más resistencia que con una caja de 4 Ohms y el efecto joule será por tanto mayor y tiene que generar más de esos 200W para que le lleguen exactos esos 200W.
Ahora hazte esta pregunta. Si fulanito instalase una resistencia de 500 Ohms justo después del contador de la luz de sus casa y conectase exactamente lo mismo los eelectrodomésticos que el mes anterior ¿en cuál mes le cobraría más la compañía eléctrica de factura?
Ahora hazte el símil mental de que compañía eléctrica = amplificador, casa = caja.
¿Sigues pensando que los ohmnios (resistencia) no influyen? En lo que le llega a la caja no pero en lo que le tiene que envíar el amplificador para que le lleguen los 200w exactos a la caja sí.

Creo puedes estar confundiendo potencia con corriente. Los amplificadores de fase solida tipo AB suele tener una eficiencia media del 40%, pierden para generar el voltaje solicitado, el aumento de tensión de entrada, nada menos que el 60% de la corriente empleada, en forma de calor la mayor parte. No han perdido potencia sino corriente.

En el ejemplo de los electrodomésticos, el consumo aumentará si pones otro aparato a funcionar en tu casa, pero lo que consumen es corriente (amperios), no potencia (tus electrodomésticos no precisarán más potencia para funcionar).

Iniciado por Remior

Ahora repito:
A igual sensibilidad una caja de menos ohms requiere menos potencia para llegar a cierto volumen que una de más ohms.
En esta frase para no inducir a error yo debería haber añadido: requiere menos potencia de amplificador.

EMMO creo que no es así. Para conseguir un voltaje dado (volumen dado que es la fuerza electromotríz) en una caja de 4 Ohm el amplificador usará el doble de corriente (V= I x R) y el doble de potencia (P=I x V). Ejemplo:

Dos cajas, de 4 y 8 Ohm de impedancia e igual sensibilidad (90dB/2,83v):

• Caja de 4 Ohm a la que llegan 2,83 voltios generando un SPL a 1 m de 90db. Sustituyendo en las fórmulas (V=IxR) y despejando tendrás una I=2,83/4, o lo que es lo mismo, 0,7 amperios. Si sustituimos en (P=IxV) tendremos 0,7x2,83= 2 watios.

• Caja de 8 Ohm a la que llegan 2,83 voltios generando un SPL a 1 m de 90db. Sustituyendo en las fórmulas (V=IxR) y despejando tendrás una I=2,83/8, o lo que es lo mismo, 0,35 amperios. Si sustituimos en (P=IxV) tendremos 0,35x2,83= 1 watios.

Por tanto a menor impedancia mayor cantidad de corriente y potencia es precisa para obtener el mismo voltaje.

Iniciado por Remior

El pote de volumen lo que regula precisamente es el voltaje.

.....Ahora imagino que quiero poner la caja de 8 Ohms con el mismo SPL que la de 4 Ohms… ¿cuánta potencia extra o voltaje extra va a necesitar dar más de sí el amplificador para lograrla?

Precisamente porque el amplificador a 4ohms tiene menos resistencias que atravesar llega más potencia a las cajas por esta razón lo tienen que limitar y bájarla para que no revientes los bafles. Y a 8 ohms lo dejan sin limitación porque tiene más complicado entregar esa potencia y tiene que dar de sí para que llegues a los SPL que gustes.

El vumetro o la rosca lo que regula es la ganancia de tensión, aumentando o disminuyendo la corriente que llega a la etapa de amplificación, la relación entre la entrada y salida de voltaje. Por ello en una misma posición, con unos altavoces dados, tendrás distinto volumen dependiendo de la intensidad de la señal de entrada.

Si una caja de 8 Ohm con igual sensibilidad que otra de 4 Ohm la quieres poner al mismo volumen tendrás que reducir la potencia o corriente usada a la mitad, deberás disminuir el pote al necesitar menor corriente (la mitad) para conseguir el mismo voltaje (V=IxR).

La razón para seleccionar "altavoz de 4 ohm" en un amplificador (AVR en particular) no es para evitar daños al altavoz por exceso de potencia sino para evitar daños en el amplificador por demandas de corriente para las que no está capacitado.

Iniciado por Remior

Dime cuantos amplificadores conoces que tengan una impedancia de salida que tenga un damping factor (de 20) con un altavoz de 4 Ohms.

Damping factor = 20 = Impedancia Caja (4 Ohms)/ Impedancia de salida de amplificador (Z Out)
Z out = 4 Ohm/20 = 0,2 Ohms impedancia de salida de amplificador.
¿Cuántos amplificadores conoces con una Zout de 0,2?

La impedancia de salida de los AVR es generalmente muy baja consiguiendo altos Damping Factor. Por ejemplo el modesto Yamaha RXV-373 informa de un DF de 120 para altavoces a 8 Ohm, aplicando la fórmula DF=Zcaja/Zout, tendría una Z Out de 0,07.

Por terminar, la distorsión armónica (la aparición de frecuencias que no corresponden a la señal) se puede producir tanto en el amplificador, cuando este se satura, como en el altavoz al superar la SPL (o el voltaje) para el que se ha diseñado, no tanto por intentar reproducir las frecuencias para las que no está diseñado, ahí tendrá caida de intensidad o SPL para esas frecuencias, no tanto distorsión armónica.

Bueno, me pongo el chubasquero y ale, a por el moderador

No conocia esto de los espoiler, mucho mas limpio queda para el que no le interesen estos tostones

Spoiler:

Iniciado por Lucky

Mi "tesis" es que las mediciones de sensibilidad todas han de realizarse con el mismo voltaje (2,83), que equivale a 1w pero con carga de 8 ohms, sino no serían comparables las sensibilidades distintos altavoces con distinta impedancia.

Vengo a decir que aunque se exprese intensidad de la señal en forma de voltaje (2,83) como de potencia (1w), este último se considera vatio a 8 ohm. La sensibilidad representa la eficacia electromotríz, y si la SPL depende del voltaje este ha de ser el mismo para comparar eficacia o sensibilidad entre altavoces, siendo por tanto distintos los vatios con los que se consigue ese voltaje si la impedancia no es la misma.

Pues en mi opinion usar valores de sensibilidad en 2.83v@1m no es un indicador de la eficacia real del transductor, y me explico.

Los valores de sensibilidad referenciados a voltaje dan pie a valores incorrectos en cuanto a eficincia por estos motivos:

1: La sensibilidad de un altavoz en general se utiliza para definir la eficiencia del mismo, y la eficiencia se define en terminos de potencia , osea, aplicando una cantidad de energia electrica al transductor , con que eficiencia va a traducirla en energia sonora (recordemos que energia es potencia* tiempo).


2: Si quiero conseguir un nivel X de dB SPL en un punto, para calcular esto tengo que partir de una base, que es el nivel de SLP que me va a dar un altavoz a una determinada potencia, y asi calcular la potencia que tendre que aplicarle para obtener el nivel deseado.

Si quiero hacer esto de manera teorica con niveles de sensibilidad referenciados al voltaje no puedo hacer este calculo ya que no se la potencia que se le esta aplicando a ese altavoz para conseguir el nivel de SPL especificado en la sensibilidad.

Se podria pensar, si estas calculando esto para un altavoz de 4ohmnios simplemente resta 3dB a esta cifra, ya que a 4 ohmnios con 2.83v un altavoz consumira 2W.

Esto seria correcto si un altavoz fuera un elemento resistivo puro, pero nada mas lejos de la realidad, como sabemos un altavoz tiene resistencias variables respecto a la frecuencia a la que es sometido, osea que con un nivel de sensibilidad referenciado a voltaje, en un sistema como este, no me da una informacion de la cantidad de energia que necesito para conseguir un valor de SPL X.

Esto es peligroso ya que aunque calcule el aumento de voltaje que necesite para consguir ese nivel de SPL, no voy a saber que potencia estoy demandando, ni si esta excede o no la admitida por el altavoz.

Spoiler:

Desisto, lo siento compañeros pero no va a ser posible, he dicho que no iba a continuar con el offtopic y no lo voy a hacer. La paciencia, el tiempo y que me voy de vacaciones durante once días a Galicia me lo impiden.

Me quedo con las ganas de daros la contra bien razonada en las opiniones para que entendáis por fín mi manera de pensar; pero me doy por vencido, a dos bandas no doy para tanto.

Algún día habrá que repasar de lo de que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma.

Estoy de acuerdo con Lucky en casi todo.

Spoiler:

Respecto a la sensibilidad, lo que tengo entendido es que el parámetro sensibilidad siempre es relativo a una carga de 8 ohm, sea cual sea la impedancia del altavoz, es decir, al altavoz se le aplican 2,83V para realizar la medida, como dice Lucky. El hecho de que luego este valor se exprese en dB/W/m es cierto que da lugar a confusión porque parece indicar que al altavoz se le aplica 1W (lo cual sería dependiente de la impedancia), pero probablemente sea simplemente una convención, ya que en realidad la impedancia tampoco es fija sino que varía con la frecuencia.

Por lo tanto una caja de 4 ohms requiere más potencia que otra de 8 ohms para llegar al mismo SPL, a igualdad de sensibilidad. En teoría el doble. Sin embargo (y creo que aquí es donde difiero con Lucky) en mi opinión esto no quiere decir que si se conectan esas cajas al mismo AVR sin variar el pote, la de 8 ohms vaya a sonar más fuerte, ya que si el pote lo que regula es la tensión entonces tenemos que P=V²/R, por lo tanto si V está fijo, el AVR le estaría entregando el doble de potencia a la caja de 4 ohms que a la caja de 8 ohms, y en ese caso producirían el mismo SPL.

Ahora bien, más allá de las fórmulas, en un caso real, la mayoría de AVRs no son capaces de doblar exactamente la potencia (lo cual exige aumentar la corriente entregada) cuando se reduce la carga a la mitad y en ese caso el altavoz de 8 ohms sonaría ligeramente más alto, pero solo ligeramente, no los 3dBs correspondientes a una duplicación de la potencia.

En cuanto al selector de 4ohm en los AVRs, también estoy de acuerdo con Lucky en que está ahí para proteger al AVR, lo que hace es limitar la corriente que puede entregar el ampli, ya que una carga de 4 ohm obliga al AVR a entregar 1,41 veces más corriente que una de 8 ohm si todo lo demás se mantiene constante.

El símil de Remior de los electrodomésticos creo que no es válido porque implica añadir una resistencia a mayores y mantener la existente, y no es el mismo escenario. En nuestro caso no se añade una resistencia, sino que se "sustituye" una resistencia por otra, digamos, más eficiente, ya que aunque la resistencia es mayor, la sensibilidad es la misma (obviamente estoy suponiendo que se cambia un altavoz de 4ohm por otro de 8ohm pero igual sensibilidad) y por lo tanto con la mitad de potencia disipada en esa resistencia se llega al mismo SPL.

Saludos.

EDITO: La respuesta de danielcurly me hace reconsiderar lo que aquí escribí. Ver mensaje siguiente.

Pues me acabo de dar cuenta de que estaba ligeramente confundido.

Muchas gracias por estos debates!

Spoiler:

Iniciado por Marcuse

Respecto a la sensibilidad, lo que tengo entendido es que el parámetro sensibilidad siempre es relativo a una carga de 8 ohm, sea cual sea la impedancia del altavoz, es decir, al altavoz se le aplican 2,83V para realizar la medida, como dice Lucky. El hecho de que luego este valor se exprese en dB/W/m es cierto que da lugar a confusión porque parece indicar que al altavoz se le aplica 1W (lo cual sería dependiente de la impedancia), pero probablemente sea simplemente una convención, ya que en realidad la impedancia tampoco es fija sino que varía con la frecuencia.

No es lo mismo la sensibilidad a 1w@1m que la sensibilidad a 2.83v@1m, la sensibilidad referida al voltaje te indica la eficiencia electromotriz del altavoz, como bien indicaba lucky, mientras que la sensibilidad referida a la potencia te indica su eficiencia energetica.

Un Altavoz de 4ohmnios con una sensibilidad de X dB SPL a 2,83v@1m siempre te va a dar un valor mayor que la sensibilidad 1w@1m, cosa que les viene muy bien a los fabricantes para poner sensibilidades elevadas y vender mas al que pillen desprevenido, pero que no indica la eficiencia energetica real del transductor.Muchas marcas en sus especificaciones de altavoces de 8ohm ponen su senibilidad en 1w@1m, pero en altavoces de 4ohm, la ponen en 2,83v un metro, muy conveniente.. (Eltax por ejemplo)

Por ejemplo en una hoja de caracteristicas , mira como se expresa claramente que la medida de sensibilidad 1w@1m realiza a distinto voltaje segun impedancia (segunda pagina)

http://www.eminence.com/pdf/DeltaliteII_2512.pdf

Me he llegado a cruzar con ojas de especificaciones de transductores en las que te indicaban para el mismo transductor su sensibilidad a 1w@1m y a 2,83v@1m , pero ahora mismo no he conseguido ninguna.

Spoiler:

Iniciado por danielcurly

No es lo mismo la sensibilidad a 1w@1m que la sensibilidad a 2.83v@1m, la sensibilidad referida al voltaje te indica la eficiencia electromotriz del altavoz, como bien indicaba lucky, mientras que la sensibilidad referida a la potencia te indica su eficiencia energetica.

Un Altavoz de 4ohmnios con una sensibilidad de X dB SPL a 2,83v@1m siempre te va a dar un valor mayor que la sensibilidad 1w@1m, cosa que les viene muy bien a los fabricantes para poner sensibilidades elevadas y vender mas al que pillen desprevenido, pero que no indica la eficiencia energetica real del transductor.Muchas marcas en sus especificaciones de altavoces de 8ohm ponen su senibilidad en 1w@1m, pero en altavoces de 4ohm, la ponen en 2,83v un metro, muy conveniente.. (Eltax por ejemplo)

Por ejemplo en una hoja de caracteristicas , mira como se expresa claramente que la medida de sensibilidad 1w@1m realiza a distinto voltaje segun impedancia (segunda pagina)

http://www.eminence.com/pdf/DeltaliteII_2512.pdf

Me he llegado a cruzar con ojas de especificaciones de transductores en las que te indicaban para el mismo transductor su sensibilidad a 1w@1m y a 2,83v@1m , pero ahora mismo no he conseguido ninguna.

Guau. Pues te tengo que dar la razón. Esa hoja de especificaciones es definitiva.

Siempre había creído que las especificaciones a dB/1W/1m eran simplemente otra forma de escribir dB/2,83V/1m, pero que eran equivalentes. Y en general siempre que he visto salir esa discusión en algún foro parece aceptarse eso, por ejemplo aquí. O en artículos como este también hablan de que la medida estandarizada es a 2,83V.

Pero ciertamente esa hoja de especificaciones no deja lugar a dudas de que al menos ese fabricante da los datos realmente a 1W, aplicando 2V si la resistencia nominal es de 4 ohm y 4V si es de 16 ohm.

Lo que no tengo tan claro es que todos los fabricantes sean estrictos a la hora de utilizar esas unidades (o que luego las webs las recojan también de manera estricta y no transformen todo a la medida más habitual, dB/W/m).

En todo caso, y para clarificar, lo que escribí en el mensaje anterior sería válido en el caso de altavoces con sensibilidad idéntica, y estando esta expresada/medida en 2,83V/1m. Si esta estuviera expresada en dB/1W/1m, entonces, si esa especificación es estricta, contrariamente a lo que se suele creer, el altavoz de 4 ohm sonaría más alto que el de 8 ohm si se conectaran al mismo AVR sin variar el pote, ¿no es así?

Y en ese caso habría que darle la razón a Remior cuando decía que sería el de 4ohms el que sonaría más alto.

De todos modos sigo sin estar seguro de que en muchas ocasiones no se expresen los valores de sensibilidad en W/m cuando estrictamente deberían expresarse en 2,83V/m.

Saludos.

P.D: Quizás alguien pudiera mover los spoilers a un tema separado, que creo que la discusión es interesante y además no tiene nada que ver con este hilo.

Spoiler:

Iniciado por Marcuse

Lo que no tengo tan claro es que todos los fabricantes sean estrictos a la hora de utilizar esas unidades (o que luego las webs las recojan también de manera estricta y no transformen todo a la medida más habitual, dB/W/m).

Fijate en especificaciones y en altavoces de 4ohm casi siempre te dan sensibilidad 2,83v@1m (mas comercial), indicada como tal, o en caso de marcas menos fiables, te ponen sensibilidad y un valor de dB (en este caso es de suponer que es sensibilidad respecto a voltaje, para que sea la mas alta)

De todas frormas en cualquier fabricante de altavoces de calidad, o con un minimo de profesionalidad te va a venir siempre especificado que tipo de sensibilidad es, ya que aparte de esto, es un parametro importante para el calculo del recinto.

Iniciado por Marcuse

En todo caso, y para clarificar, lo que escribí en el mensaje anterior sería válido en el caso de altavoces con sensibilidad idéntica, y estando esta expresada en 2,83V/1m. Si esta estuviera expresada en dB/1W/1m, entonces, si esa especificación es estricta, contrariamente a lo que se suele creer, el altavoz de 4 ohm sonaría más alto que el de 8 ohm, si se conectaran al mismo AVR sin variar el pote, ¿no es así?

Y en ese caso habría que darle la razón a Remior cuando decía que sería el de 4ohms el que sonaría más alto.

Correcto, en eso siempre ha tenido la razon (contando con esta sensibilidad) , y esta demostrado en uno de mis anteriores mensaje con formulas calculando el aumento de dB.

Iniciado por Marcuse

El símil de Remior de los electrodomésticos creo que no es válido porque implica añadir una resistencia a mayores y mantener la existente, y no es el mismo escenario. En nuestro caso no se añade una resistencia, sino que se "sustituye" una resistencia por otra, digamos, más eficiente, ya que aunque la resistencia es mayor, la sensibilidad es la misma (obviamente estoy suponiendo que se cambia un altavoz de 4ohm por otro de 8ohm pero igual sensibilidad) y por lo tanto con la mitad de potencia disipada en esa resistencia se llega al mismo SPL.

No habia leido esto..


Es que esto es un problema de concepto otra vez, si le pones una resistencia a la entrada de una casa, esa resistencia va a hacer un trabajo, disipar calor (si fuera un motor moveria cosas) y va a consumir una potencia, otra vez usamos la ley de ohm.

El tema es que esta intentando aplicar el efecto joule erroneamente a una carga , cuando este efecto lo que determina es el calor que disipa un conductor cuando por el pasa una corriente. Una carga cualquiera, en este caso un altavoz no se puede analizar como un conductor.

Si conectas un altavoz a una etapa con un cable de 100metros, por efecto joule vas a perder una cantidad x de potencia, por perdidas en el cable, la formula para calcular esta perdida es P=I*I*R (calor disipado = intensidad al cuadrado por resistencia del conductor (resistividad))

Ahora sabiendo esto conecta un altavoz de 8 ohmnios y uno de 4 a un cable con una resistencia X, con el mismo voltaje la intensidad con la carga inferior aumenta y consecuentemente aumenta la energia disipada por el conductor, osea que con una carga menor, se aumentan las perdidas, completamente al reves de lo que indica el.

Intentar aplicar esta formula que es para conductores a cargas no tiene ni pies ni cabeza ,(mezclas resistividad con resistencia) y menos aun con cargas con reactancia inductiva como es un altavoz (impedancia).

Lo prometido...

disfruta las vacances, Remior, y no leas mientras el foro que nos conocemos