CONCEITOS DE IMPEDÂNCIA As explicações desta são dadas em linguagem simples e didática procurando atingir desde o instaladores leigos até os técnicos.
Impedância é um conceito que vem sendo mal entendido entre instaladores leigos de som. OHM é uma denominação genérica que pode ser usada em diversas situações de medidas específicas e com seus respectivos símbolos:
R para medida de resistividade. XL para reatância indutiva. XC para reatância capacitiva. Z para impedância.
R É a medida para resistividade. Componentes como transformadores, alto falantes, semicondutores e principalmente resistores apresentam resistividade que éa oposição à passagem de uma corrente. A resistividade medida por um multímetro na escala de OHM é apenas de corrente contínua. Este aparelho não mede reatância capacitiva, reatância indutiva ou impedância. No exemplo acima um resistor é colocado em serie para diminuir a potência aplicada a um alto falante. Para evitar dúvidas coloca-se a letra R logo depois do valor. Exemplo: resistor de 10 ohm: 10R A unidade de medida para resistência ou reatância resistiva é o OHM. o OHM.
XC É a medida para reatância capacitiva. Medindo um capacitor com um multímetro na escala de OHM o capacitor irá dar um pequeno pulso e cair a zero, pois o mesmo não dá passagem à corrente contínua gerada pela bateria interna do multímetro. No exemplo da figura acima, um filtro de agudos capacitivo para Tweeter, o capacitor irá permitir a passagem dos sinais de áudio, atuando como fosse " um resistor variável com a frequência" oferecendo maior resistência às baixas frequências ( graves), e tendo menor resistência às altas frequências (agudos) permitindo a sua passagem com mais facilidade. Nesta caso, a resistência oferecida é chamada reatância capacitiva e sua unidade de medida é o OHM. A reatância capacitiva é inversamente proporcial à frequência aplicada: quanto maior a frequência, menor a sua reatância (resistência)
XL É a medida para reatância indutiva. Se medirmos um indutor com um multímetro na escala de OHM, um indutor irá medir apenas a resistividade do enrolamento que nada tem a haver com indutância ou reatância indutiva. Veja na figura acima um exemplo de utilização de reatância indutiva. Um filtro de graves para Woofer. O indutor irá atuar como fosse um resistor variável com a frequência, oferecendo maior reatância ( resistência ) ás altas frequências ( agudos ) e menor reatância para as baixas frequências ( graves ) possibilitando que somente os graves atinjam o Woofer. A unidade de medida da reatância indutiva é o OHM A reatância indutiva é proporcional à frequência aplicada ou seja: quanto maior a frequência, maior sua reatância (resistência )
Z É a medida para Impedância. A impedância para fins práticos e didáticos dentro do campo de instalação de som pode ser simplificada como:
Z = Impedância - Produto da divisão da Tensão ( Volts) pela Corrente ( Amperes )
Impedância de saída de um amplificador. Quanto especificamos um amplificador de 100W RMS de saída à 8Z, basta usar a fórmula sqtr(P*R)= 28,28V e sqtr(P/R)= 3,53A. W= 28,28V x 3,53A= 100 W Z= 28,28V / 3,53A= 8Z de impedância de saída. Um amplificador de 100W RMS à 8Z indica saída de 28,28 Volts x 3,53 Amperes.
Tentar medir impedância de saída de um amplificador com um multímetro na escala de OHM é um êrro cometido por muitos leigos. Um multímetro só mede resistividade em
corrente contínua e não impedância.
Impedância de um alto falante. A impedância de um alto falante é chamada impedância de carga. Na realidade é apenas um indicativo da sua característica otimizada para o seu funcionamento correto
Exemplo: Alto falante: 15W a 8Z. V= sqtr (P*R)= 15*8=120 sqtr= 10,95V A = sqtr (P/R)= 15/8=1,87 sqtr= 1,36A Um alto falante de 15W x 8Z significa que o mesmo suportará 10,95V drenando 1,36A 10,95V * 1,36A= 15W.
Os leigos tentam medir a impedância dos alto falantes com multímetro e encontram apenas medidas da resistência à corrente contínua do enrolamento da bobina. Com medidas em Ohm bem acima da impedâncias para pequenos alto falantes e bem acima para os de alta potência, achando que estas variações são erros dos fabricantes. A resistividade dos fios é uma característica normal do cobre e é impossível de se eliminar na prática. Quanto mais potente o alto falante, maior é o diâmetro do fio e menor sua resistividade. Também em transformadores, quando maior o mesmo menor sua resistência para uma determinada impedância. Exemplo: Transformador com 8Z x 600W: a resistividade é de fração de OHM - Em transformadores de 5W pode atingir 2R. A resistividade é do fio de cobre e nada tem a haver com impedância. Resistividade e Impedância são coisas distintas mas ambas tem sua unidade expressa em OHM.
Anidade de medida de impe.
Z Impedância de um transformador. IMPEDÂNCIA É A RESULTANTE DA DIVISÃO DA TENSÃO PELA CORRENTE TRANSFORMADORES DE IMPEDÂNCIA. Exemplo: Transformador de linha 5.000Z x 8Z x 15W. Para 10 alto falantes. 5.000/10= 500Z 5.000Z x 15W Primário Volts= sqtr(P*R) = 273V - Amperes= sqtr(P/R) = 0,054 Secundário Volts=sqtr(P*R) =10,95V - Amperes= sqtr(P/R) =1,36A Um transformador de linha de 5.000Z tem entrada de 273 Volts e saída de 10,95 volts
A linha de 500Z era constituida por um transformador tronco, aumentando a saída do amplificador de 4 ou 8Z para 500Z. Era o que se denominava Linha de Impedância constante de 500Z. Quando os sinais chegavam às caixas, os sinais erá novamente convertidos para 4 ou 8Z através de transformadores de linha. Quando precisava de ligar 10 caixas, necessitava de transformadores com impedância de entrada de 500Z x 10 caixas= 5.000Z, pois de acordo com a Lei de OHM, 10 transformadores de 5.000Z em paralelo dava 500Z, a impedância da linha. Se fosse ligado 30 caixas teria que ser usados transformadores de 500 x 30=15.000Z Um transformador de 5.000Z era um transformador com entrada de 273 Volts e saída de 1,95 Amperes. Hoje não seu usa mais a linha de 500Z, devido a complexidade de cálculo e tensão variável. Também a potência era limitada devido ao sistema ser de tensão variãvel. Exemplo: Linha de 500Z com 600W de potência teria que ter um transformador tronco
com 547V de saída, ultrapassando o limite de isolação dos transformadores de linha.
Linha de " 500Z " sem transformador tronco Devido à total desinformação por falta de conhecimento técnico, muitos instaladores leigos começaram a pedir transformadores de 500Z de entrada para linha de 500Z, provocando problemas nas instalações, fazendo com que muitos instaladores desistissem desta profissão de tanta reclamação por parte de seus clientes. Os instaladores pedem este tipo à lojas, que por sua vez eles pedem às fabricas fabricarem este tipo de transformador. Vamos analizar os problemas.
1 - Esses transformadores são fabricados como sendo de 500R de entrada. Já vimos que um transformador de impedância deve ser especificado pela impedância Z e não pela sua resistência interna R.
2 - Existe um conceito totalmente errado a respeito de impedância. O conceito errado que esses instaladores é: As impedâncias colocadas em paralelo não alteram seu valor total. Assim como colocar 10 alto falantes em paralelo de 8Z a impedância da linha continua em 8Z, pode-se ligar 10 transformadores de 500Z que a impedância da linha continua em 500Z.
O conceito acima vai contra todas as regras da lei da física. O correto, de acôrdo com a lei física de Ohm é: As impedâncias de cargas das linhas com transformadores e alto falantes colocados em paralelo caem proporcionalmente à sua quantidade. Exemplo: 10 alto falante de 8Z em paralelo: Impedância resultante: 0,80 Z 10 transformadores de 500 Z em paralelo: Impedância resultante 50 Z.
3 - Outro conceito errado é que não é necessário transformador tronco de 500 Z pois os transformadores de linha de 500 Z aumentam a impedância de saída de 4 ou 8Z do amplificador para 500Z. Os transformadores de 500 Z de linha são transformadores rebaixadores, diminuindo
a impedância da sáida do amplificador .
Veja abaixo as consequências do uso desses transformadores. Para cada potência de amplificador, a potência transferida à cada caixa é diferente. Se mudar a potência desses transformadores de 500Z e 25W a potência continuará a mesma, pois a potência marcada nesses transformadores é a potência suportada e não a transferida à caixa. A potência transferida está em razão da potência do amplificador x impedância de entrada de 500Z e não da potência marcada. Esta é uma das razões pela qual os instaladores leigos acham que som ambiente necessita de muita potência, perdendo as cotações aos clientes com orçamento que chegam o dobro das instalações corretamente projetadas.
Conclusão: A linha constituída apenas por transformadores de linha de 500Z, sem os respectivos transformadores troncos NÃO SÃO LINHAS DE 500Z, mas apenas linha direta de 4 ou 8Z, ligadas diretamente à saída do amplificador. Neste caso além das perdas provocadas por impedâncias inadequadas há também as perdas provocadas pela passagem de baixa impedância em linhas longas.
Acima tabela usando transformadores da linha de 210V. ELES são chamados de TRANSFORMADORES DE TENSÃO CONSTANTE e impedância variável. O instalador não precisa mais calcular a impedância dos transformadores, apenas a sua potência. Todo calculo de impedância, tensão, corrente e potência já foram efetuado pelo seu fabricante, durante o projeto do transformador. A potência marcada nesses transformadores é a mesma que ele suporta e que transfere ao alto falante. A potência transferida é sempre a marcada no transformador. Engenheiros e técnicos estão projetando, mesmo para grandes shoppings, i nstalações com transformadores de linha de apenas 5W, ficando maravilhados ao saber que ainda sobra potência. Explicamos: 1 - A linha de 210V apresentam perdas pequenas comparando com outros sistemas. 2 - Nossos transformadores são projetados com reserva de potência e encontramos transformadores de 15W de outras marcas do mesmo tamanho do nosso, de 5W. E de 25W do tamanho nosso de 15W. 3 - 5W REAIS é bastante potência. O instalador precisa ter noção de que é realmente a potência efetiva aplicada ao alto falante e a potência perdida ou não aplicada na instalação.
A impedância marcada em um transformador de áudio é a da sua capacidade de transformação de tensão ou impedância. A impedância é da energia do áudio, obtida pela divisão da tensão pela corrente. Os transformadores não tem energia própria, portanto NENHUM TRANSFORMADOR TEM IMPEDÂNCIA PRÓPRIA. Muitos leigos tentam medir impedâncias de transformadores com um multímetro na escala de OHM, o que é um tremento êrro. Não se mede aquilo que não existe.
Exemplos: Transformador de 5.000Z x 8Z x 10W= O transformador transforma a energia da linha de impedância de 5.000Z em 4/8Z Transformador de 210V x 8Z x 10W= O transformador transforma a energia da linha de 210V para impedância de 8Z x 10W
Outro conceito Impedância elétrica ou simplesmente Impedância (quando, em domínio de circuitos ou sistemas elétricos, e Engenharia Elétrica, não houver possibilidade de confusão com outras possíveis acepções de impedância), em circuitos elétricos, é a relação entre o valor eficaz da diferença de potencial entre dois pontos de circuito em consideração, e o valor eficaz da corrente resultante no circuito. É expresso por um fasor, que da forma de número complexo possui uma parte real, equivalente a resistência R, e uma parte imaginária, dada pela reatância X. A impedância também é expressa em ohms, e designada pelo símbolo Z. Indica a oposição total que um circuito oferece ao fluxo de uma corrente elétrica variável no tempo. Matematicamente, exprime-se:
