Che cos'è un altoparlante da 8 Ohm, 4 Ohm, 2 Ohm o altra impedenza?

Confuso sulle valutazioni degli ohm degli altoparlanti, sulla parola impedenza e su cosa significa? Sei nel posto giusto!

In questo articolo tratterò:

Cos'è un altoparlante con impedenza di 8 ohm? Cosa sono 4 ohm, 2 ohm e altre impedenze degli altoparlanti?
Impedenza e significato di Ohm negli altoparlanti.
Posso utilizzare un altoparlante da 8 ohm con un amplificatore da 4 ohm? E gli altri altoparlanti con ohm più alti o più bassi?
Gli Ohm influiscono sulla qualità del suono? E i crossover degli altoparlanti?

…e altro!

Cos'è un altoparlante con impedenza di 8 ohm? Cosa sono 4 ohm, 2 ohm e altri?

In effetti, nel corso di molti, molti anni sono stati sviluppati standard non regolamentati (non severi) per le impedenze degli altoparlanti utilizzate nell'elettronica di consumo.

Gli altoparlanti da 8 ohm vengono utilizzati in genere per impianti stereo domestici, sistemi per esterni e amplificatori di strumenti musicali. Poiché gli stereo domestici hanno accesso a tensioni di alimentazione più elevate, è possibile utilizzare un altoparlante con impedenza maggiore per alimentare gli altoparlanti rispetto a un'auto.
Gli altoparlanti da 4 ohm sono generalmente utilizzati per gli impianti stereo delle auto. Poiché i veicoli hanno meno tensione disponibile rispetto agli stereo domestici, devono invece consentire a più corrente di fluire per creare più potenza. Questo viene fatto utilizzando un altoparlante con un valore di Ohm inferiore (4 ohm, 2 ohm e talvolta anche 1 ohm).
Gli altoparlanti da 2 ohm sono in genere utilizzati per sistemi audio per auto ad alta potenza, principalmente subwoofer per bassi. Questo è diventato più comune negli ultimi dieci anni circa, poiché la tecnologia degli amplificatori è migliorata e i prezzi sono scesi.
Altre impedenze come 16 ohm possono essere trovate in piccoli dispositivi elettronici, vecchi stereo domestici e varie altre applicazioni audio.

In sostanza, gli altoparlanti da 8 ohm, 4 ohm e 2 ohm descrivono la gamma generale dell'impedenza dell'altoparlante e sono alcuni dei più comunemente usati. Gli altoparlanti non sono mai esattamente 8 ohm o 4 ohm, per esempio.

Si chiamano "8", "4" e così via perché sono approssimativamente quell'importo. La valutazione in Ohm di un altoparlante ti aiuta ad abbinarlo all'elettronica in grado di alimentarlo correttamente senza doversi preoccupare di piccole differenze.

Cosa significa Ohm negli altoparlanti? Che cos'è l'impedenza degli altoparlanti?

Quando parliamo di Ohm negli altoparlanti insieme alla parola impedenza , quello di cui stiamo veramente parlando è l'opposizione totale dell'altoparlante al flusso di corrente elettrica quando è collegato a uno stereo o a un amplificatore.

Quando si sceglie un altoparlante, l'impedenza, elencata in unità di misura chiamate Ohm, viene utilizzata come una buona linea guida di corrispondenza approssimativa per le apparecchiature stereo.

Nota: Nel mondo elettrico, le unità di resistenza misurate in Ohm sono spesso scritte come il simbolo greco Omega, o "Ω". Lo userò spesso in questo articolo.

Cosa significa esattamente impedenza? Quando un altoparlante da 8 ohm non è proprio 8 ohm?

Questo grafico mostra l'impedenza effettiva per un altoparlante da 8 ohm misurata e tracciata su un grafico sulla gamma di frequenze audio. Come puoi vedere, non è rigorosamente 8 ohm:a volte cambia selvaggiamente.

Un altoparlante da 8 ohm è solo 8 ohm una parte del tempo. Questo perché l'impedenza di un altoparlante varia parecchio a causa di fattori del mondo reale come la risonanza e induttanza a seconda delle frequenze musicali che l'altoparlante sta suonando in un dato momento.

Ad esempio, gli ohm totali di un altoparlante da 8 Ω (carico di impedenza visto da uno stereo) potrebbero essere fino a 6 ohm, fino a 70 ohm alla risonanza e avvicinarsi a 12 ohm vicino alle alte frequenze, come mostrato nel grafico qui illustrato.

Risonanza degli altoparlanti

La frequenza di risonanza di un altoparlante è la frequenza alla quale il suo gruppo magnete e bobina mobile si comportano in modo diverso e non è abbastanza ben controllato come ad altre frequenze. Per questo motivo, l'altoparlante "risuona" e di conseguenza crea un'impedenza molto più elevata che influisce su diversi fattori relativi al suono in quella breve gamma di frequenze.

Questo di solito viene preso in considerazione dai produttori di altoparlanti. Evitano di utilizzare un altoparlante vicino a questa frequenza per ridurre i problemi con il suono e le prestazioni che ne derivano.

Induttanza bobina altoparlante

Gli induttori sono parti elettriche molto utili che sfruttano l'induttanza. L'induttanza è una proprietà degli elettroni che fluiscono attraverso un anello di filo e dei campi magnetici che si formano attorno ad esso. Proprio come un induttore, le bobine vocali degli altoparlanti hanno campi magnetici creati mentre la corrente elettrica scorre attraverso di esse. Questi campi hanno agito in modo da fornire una quantità di "resistenza" a seconda della frequenza.

L'impedenza degli altoparlanti è la somma totale di due cose:

La resistenza del lungo avvolgimento del filo che compone la bobina mobile.
Una speciale proprietà magnetica chiamata induttanza creata quando il filo viene avvolto in una bobina.

La maggior parte degli altoparlanti utilizza un design tradizionale con una bobina mobile composta da un filo molto lungo avvolto strettamente attorno a un tubo di carta chiamato bobina. Quando vengono alimentati da uno stereo o un amplificatore, i campi magnetici creano movimento quando vengono attratti o allontanati dal magnete dell'altoparlante. Questo sposta il cono dell'altoparlante e il suono viene creato dal movimento dell'aria.

Le bobine vocali degli altoparlanti hanno sempre una certa resistenza (Ohm) dal filo stesso che fa parte dell'impedenza degli altoparlanti. Questo è ciò che misurerai quando utilizzi un misuratore di test sui terminali degli altoparlanti.

A causa della proprietà fisica dell'induttanza, gli stessi campi magnetici che producono suono da un altoparlante hanno anche un'opposizione al flusso di corrente, in qualche modo simile alla resistenza del filo. Questo contribuisce anche un po' di più al totale resistenza che è chiamata impedenza.

La resistenza del filo nella bobina mobile e l'induttanza della bobina possono essere sommate matematicamente per calcolare l'impedenza. (Nota che l'impedenza di un altoparlante è sempre uguale o superiore alla resistenza di corrente continua (CC) del filo della bobina.)

Riesci a misurare l'impedenza degli altoparlanti?

Quando si misurano gli Ohm (resistenza) di un altoparlante, si misura solo la resistenza della corrente continua (CC) della bobina del filo, non l'impedenza. Tuttavia, è generalmente abbastanza vicino all'impedenza media totale.

Quando si misura "impedenza" con un tester di resistenza, ad esempio, si misura la resistenza del filo della bobina, non l'impedenza totale effettiva. Ciò richiede attrezzature più elaborate per farlo. Tuttavia, conoscere la resistenza DC ti mette nel campo di gioco poiché di solito è molto vicino.

Cosa c'è di meglio:altoparlanti da 8 ohm o 4 ohm? Gli altoparlanti da 2 ohm o 4 ohm sono migliori?

Gli altoparlanti da 8, 4 e 2 ohm non sono necessariamente "migliori" l'uno dell'altro. È più corretto dire che la migliore impedenza degli altoparlanti dipende dal sistema e dall'elettronica utilizzati. L'impedenza migliore è quella che corrisponde correttamente alle specifiche di impedenza di un amplificatore, stereo o crossover e offre il suono e la potenza migliori.

Poiché sono entrambi i tipi più popolari al mondo, penso che sia utile chiarire alcune cose sugli altoparlanti da 4 ohm contro 8 ohm. Ciò è particolarmente vero per i proprietari di stereo di casa che non hanno chiaro perché dovrebbero usare altoparlanti da 8 ohm.

Non è possibile utilizzare altoparlanti da 4 ohm con uno stereo o un amplificatore compatibile da 8 ohm (tipicamente stereo domestici). L'utilizzo di un altoparlante a impedenza inferiore rispetto a quello per cui è classificato lo stereo può causare il surriscaldamento e persino danni permanenti!
Altoparlanti da 8 ohm possono essere utilizzato con una radio o un amplificatore da 4 ohm. Tuttavia, c'è uno svantaggio nel farlo che spiegherò più avanti.
Quando si utilizzano i crossover degli altoparlanti, non è possibile scambiare altoparlanti da 4 o 8 ohm poiché il crossover è progettato per funzionare solo con il corretto carico degli altoparlanti. Changing this causes the crossover frequency to change, affecting the sound.

Home stereos have an advantage over car stereos systems in that they have a much higher voltage supply available and don’t need large amounts of electrical current to deliver power. Car amplifiers can deliver huge amounts of power to 4 and 2 ohm speakers by using an internal power supply to generate higher voltages (often somewhere around 28V) for amplifying the speaker signal.

Otherwise it wouldn’t be possible to drive car speakers with tons of power and get boomy bass like many people enjoy from a 12V system.

When are 2 and 1 ohm speakers used?

Factory-installed amps sometimes use 2 or 1 ohm speakers to develop more power without spending the money on amplifier designs using an improved power source.

2 and even 1 ohm (yes, 1 ohm!) car audio speakers are rarely used except for car subwoofers and some special cases. Some factory-installed premium amplified car audio systems use lower impedance speakers. Bose and others are some good examples of this.

Car manufacturers “cheat” and avoid using a “real” car amplifier with an internal power supply as aftermarket products do to save money. They often use 2 or 1 ohm speakers to develop more power by delivering more current to the speaker in order to get a bit more power from the 12V supply available.

However, this brings other problems like not being compatible with standard 4 ohm speakers when it’s time to upgrade or replace faulty ones. They also can’t produce as much power as even a moderate power budget aftermarket amp that uses 4 ohm speakers can.

Do Ohms affect sound quality? Are higher ohms better for speakers?

Shown here is a graph comparing the power developed by 8 and 4 ohm speakers when connected to the same amplifier. As you can see, an 8 ohm speaker produces less power at the same output (volume) as a 4 ohm speaker. That’s because they need a higher voltage due to their higher impedance.

Speaker Ohms affects sound normally only under certain circumstances such as power (volume) and how they interact with crossovers. Higher ohms doesn’t mean better sound quality in the majority of cases.

You’ll get the best sound when using the right speaker impedance for a given application:

Matching the correct speaker Ohms to a radio or amp for the best available power and volume.
When using speaker crossovers.

1. Speaker power, volume, and how speaker Ohms matters

In the graph I posted above you can see what happens if an 8 ohm speaker is used in the place of a 4 ohm. What you’re seeing is:

The power for the lower impedance speaker, at the same amplifier or stereo output level, is twice that of the 8 ohm speaker.
The maximum power you’ll get for an 8 ohm speaker connected to a 4 ohm rated amp will always be lower than that of using a 4 ohm speaker.

What this all means is that using a 16Ω speaker in place of an 8Ω one, for example, has disadvantages in power loss and volume. There’s nothing to be gained from doing it. (Likewise the same principle for 8Ω and 4Ω speakers, too). For two otherwise identical speakers the sound quality itself will be the same – but one will have a lower volume.

Note that doubling power does not mean the volume doubles. Because of how our ears work, doubling power only increase the volume our ears perceive by about 3 decibels (3dB) which is a small amount.

Can I use an 8 ohm speaker with a 4 ohm amp?

While you can use higher impedance speakers with an amp or stereo if you like, it’s better to avoid it if you can. In some situations like when there’s plenty of power available from an amplifier, it’s less of a problem. However, using 8 ohm speakers in a 4 ohm car audio system for example isn’t desirable because power is often already hard to come by.

The stereo or amplifier will work fine but the maximum power output will be 1/2 of versus using 4 ohm speakers. Also, mixing and matching the two types means the speakers will be mismatched in volume output.

It’s best to properly match speaker impedances to stereos and amps for the best results.

2. Crossover shift and how speaker impedance matters

This diagram shows what crossover shift is and how speaker impedances affect how a crossover works. Changing the speaker Ohms load means the crossover frequency will shift and affect the sound.

Speaker crossovers work using capacitors and inductors that filter out sounds based on the speaker load they’re connected to. When you change the speaker impedance used you change the crossover frequency and the sound. Changing the crossover frequency like this is called “crossover shift.”

In other words, the range of sound that speakers will play will no longer be as intended. Bass speakers will often have to play midrange or treble sounds while tweeters may be exposed to midrange and bass – both very undesirable.

This can affect the sound quality in several ways:

A “harsh” sound from woofers or midrange speakers. Tweeters may sound distorted and begin to “break up” at a lower volume than they used to.
A “thin”, weak quality to the music.
Gaps in the sound ranges you should be hearing.

Speaker crossovers should only be used with the speaker impedance they’re designed for or they won’t sound the same.

For example, using an 8 ohm home speaker crossover with a 4 ohm car speaker won’t work correctly. That’s because the part values were chosen for one impedance only. When you change that, it dramatically changes the crossover frequency and you can expect bad sound as a result.