Ljuddistribution / 100V PA

Lågohmiga system

Den vanliga hemstereoförstärkaren är av lågohmig typ. Förstärkarutgångar brukar vara 4 Ohm eller 8 Ohm. Fördelen med detta system är att det har en bra ljudåtergivning. Nackdelen är att man inte kan dra så långa kablar utan att få effektförluster i kabeln.

Inkoppling av flera högtalare till en hemstereoförstärkare

För att täcka ett större område ansluter man flera högtalare, men då måste man vara noga med både hur högtalarna ansluts (serie- och/eller parallellkopplat) och med valet av kabeldiameter.

Tumregel: Välj grövre kabel vid långa avstånd.
Använd gärna högtalare med högre impedans (8 - 32 Ohm).

Om en hemstereoförstärkare klarar en belastning på 4 Ohm per kanal och vi vill ansluta 8 st 16 Ohms högtalare, kan vi parallellkoppla 4 st på varje kanal.
För att räkna ut den totala belastningen (impedansen) per kanal används formeln:

1/R + 1/R + 1/R + 1/R + 1/R (osv) = 1/R

Invertera alltså varje inkopplade högtalarimpedans och addera dessa. Svaret ska sedan inverteras för att få fram den totala impedansen.

Vi räknar med siffror på högtalarexemplet ovan:

1/16 + 1/16 + 1/16 + 1/16 = 1/?

0,0625 + 0,0625 + 0,0625 + 0,0625 = Svaret vi får ska inverteras:
1/0,25 = 4

För att göra en snabbkoll om uträkningen av parallella högtalarelement stämmer, ska den totala impedansen vara lägre än den lägsta inkopplade högtalarimpedansen. Tänk på att när högtalarnas gemensama impedans understiger vad förstärkaren är gjord för, finns risk för att förstärkaren förstörs av överhettning.

Val av förstärkare

Förstärkarutgången skall klara så låg impedans som möjligt när du skall parallelkoppla flera högtalare. Vid inköp av förstärkare, föredra den som tål 4 Ohms belastning framför 8 Ohm. De flesta 4 Ohm:s förstärkare klarar att arbeta i korta perioder vid 3 Ohm , tänk dock på att belastning på förstärkaren ökar.

Exempel

Förstärkarutgångens impedans: 8 Ohm

Högtalare 1 = 8 Ohm
Högtalare 2 = 4 Ohm
Högtalare 3 = 4 Ohm

Den gemensamma impedansen blir då 1,6 Ohm! ( 1/8 + 1/4 + 1/4 = 1/0,625 )
Detta innebär stor risk både för förstärkare och högtalare.
Räkna först, koppla sen.

Seriekoppling

När man seriekopplar högtalare adderar man impedanserna för att få fram den totala impedansen

Parallell och seriekoppling

För att få rätt impedans då man använder flera högtalare kan man både serie och parallellkoppla:

I exemplet nedan har vi 15 st högtalare som ska fördelas på flera rum och en lång korridor

Det hade inte varit möjligt att koppla alla högtalare parallellt eftersom det då hade legat på gränsen till vad förstärkaren kunde belastas med. Den totala impedansen i exemplet ovan blir 13 Ohm, om högtalarna har samma impedans på 8 Ohm vardera.

Varje grupp seriekopplade högtalare blir:
8 + 8 + 8 + 8 + 8 = 40 Ohm

Varje seriekopplad grupp parallellkopplade med varandra:
1/40 + 1/40 + 1/40 = 1/ 0,075

ger den totala impedansen
1/0,075 = ca 13 Ohm

Nackdelen med en seriekopplad lösning är att om en högtalare slutar fungera på grund av avbrott, tystnar hela gruppen av högtalare i den serien.

Effektförlust i kabel

När lokaler ska täckas med ljud blir det ofta väldigt långa ledningar.
Förstärkarens effekt kommer då inte enbart att driva högtalarna utan även gå förlorad som värme över kabelns egen resistans.

En normal högtalarkabel för hemmabruk brukar vara på 0,75 mm²
Om vi drar 300 m av den får vi en total kabelresistans på 7 Ohm.

Ett räkneexempel visar hur det hänger ihop.

R = Resistansen i Ohm
l = total ledningslängd
k = konduktivitet mätt i "kappa". Koppar har konduktiviteten 56
A = ledningsarea

ca 7 Ohm

I exemplet ovan får vi alltså 7 Ohm i kabeln och 13 Ohm totalt för högtalarna.
En effekt på 100W kommer att fördela sig så att 35 % av effekten lägger sig över kabeln och 65% fördelar sig över de 15 högtalarna.
Dubblas kabelarean till 1.5 mm² blir kabelresistansen bara 3,5 Ohm. (När kabelarean ökar, ökar också kabelkontot) Effekten fördelar då sig till 21% över kabeln och 79% över högtalarna.

I ett 100V system ser det annorlunda ut »