¿Cuál es el peligro de conectar un altavoz de 4 ohmios a un amplificador de 8 ohmios?

El único "peligro" real es que no podrá obtener la potencia nominal completa del amplificador antes de que comience a distorsionarse.

Las fuentes de alimentación y la etapa de salida están diseñadas para entregar corriente en cierta proporción con el voltaje, siendo la constante de proporcionalidad la impedancia de carga.

Si pone una impedancia más baja en la salida (por ejemplo, 4Ω), alcanzará su límite de corriente antes de que alcance su límite de voltaje. El sonido no estará distorsionado hasta ese punto, pero se recortará por encima.

Si le pone una impedancia más alta (p. ej., 16 Ω), alcanzará su límite de voltaje antes de que llegue al máximo de corriente.

De cualquier manera, solo obtendrá aproximadamente la mitad de la potencia nominal.

Esta es una pregunta sobre el área de operación segura de semiconductores, por lo que aquí hay una introducción rápida sobre esto.

Considere este amplificador .

La potencia instantánea disipada por los transistores de salida TR7, TR9 es el voltaje (Vce para bipolares o Vds para FET) multiplicado por la corriente (Ic para bipolares o Id para FET).

El voltaje es la diferencia entre el voltaje de suministro (aquí, 37 V) y el voltaje en la carga (un altavoz). Considere TR7, en todo momento el voltaje de suministro es igual a la suma de TR7 Vce más el voltaje de salida.

Si desea la misma potencia en un altavoz de 4 ohmios o de 8 ohmios, el altavoz de 4 ohmios consumirá más corriente y tendrá menos voltaje.

Por ejemplo, con una potencia instantánea de 1 W en la carga, una resistencia de 8 ohmios como carga tendrá 2,83 V a través de ella y consumirá 0,35 A. Para el mismo 1 W, una resistencia de 4 ohmios tendrá 2 V y consumirá 0,5 A.

Entonces, para un altavoz de baja impedancia, la corriente es más alta y el voltaje en los transistores de salida también es más alto (porque el voltaje en la carga es más bajo). Esto significa que la potencia disipada en los transistores de salida es mayor.

Si la carga es un altavoz y no una resistencia, empeora, ya que el altavoz tiene una impedancia reactiva, por lo que la corriente y el voltaje no están en fase. Con una carga resistiva, la corriente máxima corresponde al voltaje de salida máximo, que es el voltaje mínimo a través de los transistores. Con una carga reactiva, este no es el caso, y el punto máximo de corriente puede ocurrir antes o después en el ciclo, con un voltaje más alto en los transistores, lo que aumenta la disipación en los transistores de salida.

Este es un problema para SOA (área de operación segura). Los transistores son cosas diminutas, incluso un transistor de potencia robusto será una masa muy pequeña de silicio, como una fracción de gramo, y disipar una gran cantidad de energía en él elevará su temperatura muy rápidamente. Entonces, el fabricante especifica un Área de operación segura (SOA), algo así:

SOA es una regla que dice cuánta energía puede disipar el transistor durante cuánto tiempo, antes de que corra el riesgo de explotar. Por supuesto, puede romper la regla (bajo su propio riesgo).

Por supuesto, puede agregar más transistores en paralelo para que compartan el trabajo... pero esto cuesta dinero... o puede agregar circuitos de protección para asegurarse de que no se exceda el SOA, pero estos también cuestan dinero... y dinero ¡es caro!

De hecho, muy a menudo en el negocio del audio, un buen folleto con especificaciones de mierda es una opción mucho más rentable.

Esto significa que lo más probable es que un amplificador discreto de clase AB que no esté diseñado para uso PA las 24 horas, los 7 días de la semana, no tendrá una protección SOA adecuada (para ahorrar costos y complejidad). Si es un amplificador para audiófilos, definitivamente no tendrá ninguna protección porque "sonaría mal" (traducción: una protección que no suene mal costaría 50c extra y eso es demasiado caro).

Bueno, esa fue una publicación larga, pero mi punto es que si el amplificador es de clase AB (no clase D) y ha sido diseñado solo para 8 ohmios, entonces usarlo en 4 ohmios corre el riesgo de exceder los límites SOA en los dispositivos de salida, y luego se funde un dispositivo de salida, luego hace un cortocircuito y alimenta CC al altavoz, y luego, debido a que un fusible en la salida habría costado demasiado dinero (o no sería lo suficientemente audiófilo), la bobina de voz del altavoz también se quema, y ​​luego estás incomodado.

Esto no sucederá durante la escucha normal porque los niveles de escucha normales son muy bajos (a menos que sea sordo, espere un pico de aproximadamente 1 W). Sin embargo, si haces una fiesta y dejas que algunas personas borrachas se acerquen al botón de volumen, la posibilidad de que ocurra es del 100%.