Impedanz
Ein Widerstand ist aus Sicht der Elektronik ein Bauteil, das den Strom je nach Wert mehr oder weniger intensiv an seinem Fluss hindert. Er verhält sich also ähnlich wie ein Hindernis in einem Kreislauf.
Beispiel: Ein Hindernis in Form einer extrem schmalen Leitung in einem Wasserkreislauf stellt einen Widerstand dar. Je geringer der Durchmesser dieser Leitung ist, desto größer ist der dem Wasser entgegengesetzte Widerstand.
Auch ein Lautsprecher stellt im Stromkreislauf des Audiosignals einen Widerstand dar. Da dieser abhängig von der Frequenz ist und somit mit Veränderung der Tonhöhe variiert, musste eine bestimmte Frequenz festgelegt werden, bei der der Widerstand eines Lautsprechers bestimmt wird. Aus diesem Grund nennt sich der Widerstand eines Lautsprechers, welcher immer bei einer Frequenz von 1 kHz gemessen wird, Impedanz. Diese wird in Ohm angegeben.
Die in der PA-Technik übliche Impedanz beträgt 8 Ohm.
Dieser Wert ist maßgebend für die Leistung, die eine Endstufe an einem Lautsprecher mit einem bestimmten Wert zur Verfügung stellen kann.
Um die Überlegungen zu vereinfachen gehen wir einmal davon aus, dass das Audiosignal der Endstufe mit einer festen Spannung von 40 Volt anliegt.
(Ein Audiosignal besteht selbstverständlich nicht aus einer Gleichspannung. Bei folgendem Beispiel handelt es sich um eine zum besseren Verständnis stark vereinfachte Rechnung)
Die Stromstärke, d.h. die Elektronen, die in der Leitung tatsächlich fließen, lassen sich wie folgt errechnen:
Spannung / Impedanz = Stromstärke
40 Volt / 8 Ohm = 5 Ampere
Spannung x Stromstärke = Leistung
40 Volt x 5 Ampere = 200 Watt
Und folgendes passiert, wenn wir jetzt Lautsprecher mit einer Impedanz von nur 4 Ohm, also halb so groß, anschließen:
Spannung / Impedanz = Stromstärke
40 Volt / 4 Ohm = 10 Ampere
Spannung x Stromstärke = Leistung
40 Volt x 10 Ampere = 400 Watt
Wie man an diesem Beispiel sieht, hat sich die Leistung bei halber Impedanz der Lautsprecher verdoppelt.
Normalerweise kennen wir natürlich nur die Ausgangsleistungen in Watt einer Endstufe an einer bestimmten Impedanz. Trotzdem gelten zumindest annähernd immer die Regeln (bei verschiedenen Impedanzen an ein und derselben Endstufe):
halbe Impedanz = doppelte Leistung
bzw.
doppelte Impedanz = halbe Leistung
Als Impedanz bezeichnet man den Widerstand, den ein Lautsprecher oder eine komplette Box bei einer Frequenz von 1 kHz dem Audiosignal entgegenwirkt.
In der PA-Technik hat ein Lautsprecher in der Regel eine Impedanz von 8 Ohm.
Nur warum ist es wichtig, diesen Wert zu kennen? Ganz einfach: Die Leistung einer Endstufe an einer Box ist von der Impedanz des Lautprechers abhängig. So kann man nie genau sagen, welche Leistung eine bestimmte Endstufe an einem Lautsprecher haben wird, ohne seine Impedanz zu kennen.
Die Leistung von Endstufen ist meist mit 2-3 verschiedenen Werten angegeben, bei einer Impedanz von 8 Ohm, 4 Ohm und manchmal bei teuren Geräten auch 2 Ohm.
Schaut man sich die Werte an kann man ganz grob sagen:
halbe Impedanz = doppelte Leistung
bzw.
doppelte Impedanz = halbe Leistung
Natürlich sind dieser Regel, bedingt durch die maximale Stromstärke innerhalb der Endstufe, Grenzen gesetzt. Den technischen Daten eines Verstärkers kann man entnehmen, wie niedrig die angeschlossene Impedanz pro Kanal maximal sein darf.
Angenommen eine Endstufe hat folgende Daten:
250 Watt an 4 Ohm
500 Watt an 8 Ohm
... so dürfen keine Lautsprecher oder Lautsprecherverschaltungen mit einer Impedanz kleiner 4 Ohm angeschlossen werden. Ein höherer Wert, z.B. 16 Ohm wäre kein Problem, allerdings auf Kosten der Leistung, die am Lautsprecher noch ankommt.
