Leistung berechnen von Endstufen

[Azubi]

Hi, fuzzis!

Ich hab mich heute mal mit dem Thema beschäftigt, die Leistungen an verschiedenen Impedanzen von Endstufen zu "errechnen", komme aber auf keinen grünen Zweig.

Mir ist klar, dass sich der Wirkungsgrad einer Endstufe je nach Last verändert, aber um welchen Faktor?

Nehmen wir eine meiner Zweikanäler als Beispiel, die machen an 4 Ohm 2x260 und in Brücke 900, an 2 Ohm 2x450.
Wie errechne ich jetzt, was sie an 6 Ohm Stereo bzw. 6 Ohm Brücke macht? Oder beide Fälle mit 8 Ohm?

Gruß
Patrick

 

[BrainRunner]

Das hängt mit dem Wirkungsgrad der Endstufe abhängig der Impedanz ab.
Grob gesagt halbe Impedanz, doppelte Leistung (-minus Wirkungsgradverlust).
Doppelte Impedanz, halbe Leistung.
Gebrückt sieht jeder Kanal die halbe Impedanz.
Zb 2x200W @ 4Ohm = 1x800W@ 4Ohm - jeder Kanal 1x400W @ 2Ohm

 

[Azubi]

Ja, das mit den gebrückten Kanälen war mir klar!
Nur wie kann man es etwas genauer berechnen? Lässt sich der Wirkungsgrad anhand des Faktors um den die Leistung tatsächlich bei halber Impedanz steigt, berechnen?

Und die wichtigste Frage, kommt bei oben genannter Endstufe an 6Ohm genug Power raus, um einen 16er anzutreiben?

 

[BrainRunner]

Da hilft wohl nur messen.
Aber für einen 6ohmigen reicht das locker..
Doch Thesis? Hatten die nicht 6Ohm?

 

[Azubi]

Wenn ich nur wüsste woher ich bezahlbare Lastwiderstände bekomme, dann würde ich so einiges an meinen Amps rummessen
Die thesis haben 6 Ohm, ja! Aber ich sprach ja nicht von meinem Auto

 

[BrainRunner]

Schick sie zu amp-performance, da wird gerne gemessen..

 

[Azubi]

Messen die da auch an 6 und 8 Ohm?
Was kostet die Messung?

 

[BrainRunner]

Kostet nix, aber ob 6/8 Ohm weiss ich nicht.
Geht aber auch nicht um jedes einzelne Watt..

 

[playitloud]

Wie wäre es mit einer grafisch gelösten Näherung?

Koordinatenkreuz aufmalen, x-Achse: Impedanz in Ohm, y-Achse: Leistung in Watt, trage so viele bekannten Punkte aus dem Datenblatt ein, wie möglich.
Verbinde die Punkte untereinander, das dürfte bei mindestens drei bekannten Punkten eine sanfte Kurve ergeben - bei schwachbrüstigen Stufen eher eine steilere Kurve

Jetzt kannst jeden beliebigen Zwischenwert ablesen, Studenten nehmen alternativ den grafikfähigen Taschenrechner usw...

Gruß, Jürgen

 

[Azubi]

Genau das mit der grafischen Lösung kam mir auch schon! Jedoch hab ich irgendwann mal von einem fiesen Mathelehrer auf dem Gym gelernt dass man alles was man Zeichen kann auch rechnerisch Lösen kann.. Meine Frage war eher, zu erfahren wie man das mit dem Wirkungsgrad in der Rechnung berücksichtigen muss..

 

[playitloud]

Du meinst im Prinzip den "dynamischen Innenwiderstand" des Verstärkers, also seine eigene Impedanz, die mit geringerer Lastimpedanz immer mehr ins Gewicht fällt?

Etwas Lesestoff hierzu (bei Bild1):http://www.lautsprechershop.de/inde...rechershop.de/hifi/inter_ps_sub_daempfung.htm

Wir haben es hier mit mehreren Faktoren zu tun, die nicht aus der Anleitung und nur durch reinschauen in den Verstärker mit Kenntnis der Schaltpläne (und der Zusammenhänge) erkennbar sind. Mit dieser Formel kannst Du dann den Innenwiderstand des Amps berechnen. Mit etwas Formelumstellen müsste dann auch eine theoretische Ausgangsleistung je nach Lastimpedanz auszurechnen sein - hilft Dir das?

Gruß, Jürgen

 

[Azubi]

Das hört sich ziemlich genau nach dem an, was ich gesucht hab, danke dir!

 

[playitloud]

De rien!

 

[Mister Cool]

Nach reiner Physik (vereinfacht)

P = U * I (Leistung = Spannung * Strom)

I = U : R (Strom = Spannung : Wiederstand)

also

P = U * (U : R)
P = U * U : R
P = U^2 : R

also die Leistung
- steigt zum Quadrat mit Spannung (beim Brücken wird die Spannung verdoppelt also die Leistung vervierfacht)
- ist umgekehrt proportional zu Wiederstand (steigt z.B. der Wiederstand von 4 auf 6 Ohm, also um Faktor 1,5 sinkt die Leistung um Faktor 1,5)

Das sind Theoretische Werte, bei denen der Innewiederstand der Endstufe ignoriert wird. In der Praxis wird die Leistungsteigerung beim Brücken eher beim Faktor 3,6 liegen (also etwas weniger). Ähnlich verhält es sich mit der steigender/wachsender Impedanz

Danach käme Deine Endstufe auf

Stereo: ca. 2x180W @ 6 Ohm
Gebrückt: ca. 600W @ 6 Ohm

Stereo: ca. 2x125W @ 8 Ohm
Gebrückt: ca. 450W @ 8 Ohm

Das wären die geminderten Leistungswerte.
Dämpfungsfaktor würde wiederum steigen (Proportional mit der steigenden Impedanz)

 

[Mister Cool]

BTW. Das hat mit dem Wirkungsgrad wenig zu tun
Wir reden hier nur über die Leistung, die am Ende an den Lautsprecherklemmen zur Verfügung steht, egal wieviel da Vorne an den Stromklemmen zugeführt wurde

Wenn Du den Dämpfungsfaktor kennst, dann kannst Du den Innenwiederstand errechnen und mitberücksichtigen

Beispiel

Dämpfungsfaktor 100 bei 260W an 4 Ohm

Innenwiederstand = 4 Ohm / 100 = 0,04 Ohm

Dann

P = U^2 : R
P = 260
R = 4 + 0,04 = 4,04

Also

U = Wurzel(P * R)
U = Wurzel(260 * 4,04) = 32,4V

32,4V ist die Spannung, die an den Lautsprecherklemmen bei 260W @ 4 Ohm steht
So kannst Du auch die Spannung beim Brückenmodus aus den 900W errechnen

Bei 6 Ohm wäre die Leistung

P = U^2 : R
U = 32,4
R = 6 + 0,04 = 6,04

P = 32,4^2 : 6,04
P = 173,9W

Bei 6 Ohm aber gebrückt wäre die Leistung

P = (32,4 * 2)^2 : 6,04
P = 695W

Wie gesagt, das ist alles vereinfachter Ansatz 8 Klasse Physik
Die Realität wird nicht weit entfernt sein

 

[Azubi]

Erstmal Danke, Alwin!

Danach käme Deine Endstufe auf

Stereo: ca. 2x180W @ 6 Ohm
Gebrückt: ca. 600W @ 6 Ohm

Stereo: ca. 2x125W @ 8 Ohm
Gebrückt: ca. 450W @ 8 Ohm

Die 450W in 8 Ohm Brücke kann ich aber genau bestimmen, indem ich die Stereoleistungen an 4 Ohm Addiere, das wären meint Meinung nach 2x260= 520W, was sich mit den Ohmsche Formel bestimmten Werten beißt..

 

[Mister Cool]

Siehe oben -> Ich habe die Formeln ergänzt

 

[Azubi]

Okay, kann ich jetzt so nachvollziehen! Danke nochmal.

 

[chris321]

Wenn du das selbst messen willst und keine teuren Widerstände kaufen möchtest, dann rechne dir den Widerstand von 6 Ohm anhand eines Lackdrahtes aus und bestell dir das bei ebay. Dann gibst du ein Testsgignal drauf und misst die Spannung. Das mit der Leistung ist dann alles reine Theorie. Dein Lautsprecher hat eine Impedanz und die ändert sich mit der Frequenz. Das heißt, das auch die abgegebene Leistung entsprechend schwanken wird. Hauptsache das Verhältnis der Lautsprecherimpedanz + Leitungswiderstände stehen in einem gesunden Verhältnis zum Innenwiderstand des Verstärkers = Dämpfungsfaktor. Ergo: Je geringer der Innenwiderstand des AMP, desto höher die Kontrolle des AMP über den Lautsprecher.
Verdoppelt sich die Leistungsabgabe eines AMP bei Brückenschaltung, dann kannst du von einer guten Konstruktion ausgehen.

 

[Azubi]

Du meinst, dass sich die Leistungsangabe in Brücke bei gleicher Impedanz zum Stereobetrieb (pro Kanal) vervierfacht, oder?