Widerstand bei lautsprechern?

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5 Antworten

Hallo zico05,

Zuerst erkläre ich dir den Unterschied zwischen Widerstand und Impedanz.

Wenn wir uns einen Widerstand, so wie du ihn im Elektronikhandel kaufen kannst, ansehen, bezieht sich sein Wert in Ohm auf einen durch ihn fließenden Gleichstrom, wie er zum Beispiel von einer Batterie oder einem Akku geliefert wird.Sein Wert bleibt an verschiedenen Gleichspannungen immer gleich und verändert sich nicht.

Ein Lautsprecher wird jedoch nie mit Gleichspannung betrieben, sondern mit einer Wechselspannung, die genau so häufig die Polarität wechselt, wie das Tonsignal, dass vom Verstärker verstärkt als Wechselspannung und Wechselstrom am Ausgang ansteht und über ein Kabel zum Lautsprecher geleitet wird.

Die Impedanz eines Lautsprechers gibt also einen Widerstandswert an, der sich auf die Wechselspannung bezieht, wie sie am Ausgang eines Verstärkers geliefert wird, nicht auf Gleichspannung. Da aber Wechselspannung je nach Anwendung eine unterschiedliche Frequenz hat (unsere 230 V Netzspannung hat eine feste Frequenz von 50 Hz) ist die Impedanz eines Lautsprechers, dem ja eine Wechselspannung mit einem Frequenzgemisch von 20 bis 20000Hz zugeführt wird, keine konstante Größe sondern hat je nach Frequenz einen höheren oder niedrigeren Widerstandswert oder korrekt eine größere oder kleinere Impedanz.

Und jetzt kommt der springende Punkt. Wenn ein ohmscher Widerstand, an dem eine Gleichspannung anliegt, einen Widerstand von 100 Ohm hat, kann er an einer Wechselspannung einen anderen Wert haben je nach Frequenz der Wechselspannung.

Handelt es sich bei dem Widerstand z.B. um einen zu einer Spule gewickelten Draht, kann er bei einer Wechselspannung von 20 Hz diese mit Gleichspannung gemessenen 100 Ohm durchaus auch haben, aber bei 20000Hz ist sein Widerstand plötzlich viel größer und kann z.B. den 100fachen Wert aufweisen.

Der Widerstand ist also unterschiedlich groß je nach Frequenz der Wechselspannung, die den Wechselstrom durch ihn fließen lässt. Generell haben Widerstände, die wie eine Spule aufgebaut sind, einen induktiven Anteil, also ein Magnetfeld, welches den Stromfluss bei höheren Frequenzen immer stärker dämpft und abschwächt, der Widerstand nimmt also zu. Diese Eigenschaft von Spulen verwendet man in Frequenzweichen, die in Lautsprecherboxen eingebaut werden, um die hohen Töne vom Basslautsprecher fern zu halten. Diese Filterfunktion nennt man Tiefpassfilter, denn tiefe Frequenzen können passieren, hohe werden gesperrt.

Wenn du dir einen Kondensator anschaust, dann ist dessen Widerstand bei Gleichspannung fast unendlich groß, aber für Wechselspannung wird sein Widerstand bei hohen Frequenzen immer kleiner, je höher der Ton ist, also umgekehrt wie bei einer Spule.

Deshalb verwendet man in einem Lautsprecher Kondensatoren, um die hohen Töne zum Hochtöner passieren zu lassen, die tiefen Töne, die den Hochtöner zerstören würden, können den Kondensator nicht passieren. Sein Verhalten entspricht also dem eines Hochpass-Filters.

Wenn du also auf deinen Lautsprecherboxen einen Wert von 8 Ohm siehst, ist es eine Impedanz, also ein sogenannter komplexer, frequenzabhängiger Wechselstromwiderstand, gebildet aus Spulen, Kondensatoren, den Schwingspulen der Lautsprecherchassis usw. Da aber die Werte, wie gerade beschrieben, nicht konstant sondern frequenzabhängig sind, geben die 8 Ohm einen kleinsten Wert an, die Impedanz kann sich durchaus verändern, also größer werden, sollte aber die angegebenen 8 Ohm nicht unterschreiten.

Der Verstärker, der diese Lautsprecher antreibt, darf für eine kleinere Anschlussimpedanz ausgelegt sein (in der Regel ab 4 Ohm, im Car-HiFi-Bereich ab 2 Ohm), aber wenn seine zulässiger Wert mit 16 Ohm angegeben wäre, würden deine Magnat-Boxen mit ihren 8 Ohm Impedanz den Verstärker überlasten, es würde zu viel Strom fließen können und die Transistoren in der Endstufe würden überhitzen und durchbrennen.

Wenn du noch Fragen hast, kannst du dich gerne melden.

Grüße, Dalko

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Kommentar von zico05
13.03.2016, 19:40

Vielen herzlichen Dank dalko. Du hast mir sehr weitergeholfen. Fragen sind keine mehr übrig alles sauber und verständlich erklärt ;) top!

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Kommentar von weckmannu
14.03.2016, 06:56

Leider ist das 'Expertenwissen' von dalko unvollständig. Die Angabe von 8Ohm beschreibt keine Impedanz, sondern tatsächlich den Gleichstromwiderstand, ist auch der Widerstand der Spule!

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Das ist die Impedanz des Lautsprechers.
Diese Impedanz ist jedoch frequenzabhängig. Daher taucht natürlich sofort die Frage auf, bei welcher Frequenz nun diese Impedanz "gilt". Um einen gesicherten Betrieb von Lautspechern an Verstärkern zu ermöglichen, wurde deshalb schon vor etwa 40 Jahren in den DIN- und IEC-Normen für Lautsprecher der Begriff "Nennscheinwiderstand“ oder „Nennimpedanz“ eingeführt, dessen Wert bei keiner Frequenz um mehr als 20% unterschritten werden darf. (dalko: 8 Ohm dürfen also unterschritten werden, bis auf 6,4 Ohm) Angestebt wurde eine möglichst gleiche Impedanz über den Frequenzbereich des Lautsprechers.
Ausgangswiderstand Verstärker größer als Lautsprecherimpedanz: Bei modernen Verstärkern in der Regel unkritisch, da diese entsprechende interne Sicherungen (Strombegrezung, thermischen Schutz...) haben.

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Kommentar von weckmannu
15.03.2016, 04:24

Bei modernen Verstärkern ist der Innenwiderstand des Verstärkers wesentlich kleiner als der Widerstand des Lautsprechers.

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Kommentar von dalko
15.03.2016, 11:41

Hallo Susanne88,

Vielen Dank für deine sehr gute Antwort. Auch dein Hinweis auf die seit langem bestehenden Definitionen von Nennscheinwiderstand oder Nennimpedanz sind vollkommen richtig.

Sie sind mir bekannt, bin aber in meiner Antwort nicht darauf eingegangen, obwohl dieser Hinweis vielleicht sinnvoll gewesen wäre. Ich werde in Zukunft daran denken....aber dann werden meine Antworten noch länger, mir graust schon vor der Tipperei ;-)

Ausgangswiderstand Verstärker größer als Lautsprecherimpedanz: Bei modernen Verstärkern in der Regel unkritisch, da diese entsprechende interne Sicherungen (Strombegrezung, thermischen Schutz...) haben.

Der Ausgangswiderstand moderner Verstärkerendstufen liegt in der Regel unter 0,1 Ohm, also stimmt etwas nicht bei dieser Erklärung.

Sengspiel hilft hier vielleicht weiter:

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-VerstaerkerLautsprecherUndOhm.htm

Bei der Anpassung von Audio-Verstärker-Ausgang eines trafolosen Transistorverstärkers und dem angeschlossenen Lautsprecher handelt es sich nicht um Leistungs-Anpassung oder Impedanz-Anpassung.

Leider werden in Foren immer wieder Antworten gegeben, die den Eindruck erwecken, dass es sich um eine  Leistungsanpassung Ri = Ra zwischen dem Verstärker als Quelle und Lautsprecher als Last angenommen oder gar gefordert wird.

Richtig ist, wenn man stattdessen von Spannungsanpassung mit Ri kleiner Ra sprechen würde.

Ich zitiere mal aus Sengspiel:

Die Nenn-Eingangsimpedanz (Zin) eines Lautsprechers kann mit 8 Ohm gemessen werden.

Die Nenn-Ausgangsimpedanz (Zout) eines Leistungsverstärkers kann nie mit 8 Ohm gemessen werden.

Die wirkliche Ausgangsimpedanz (Zout) eines Verstärkers ist üblicherweise weniger als 0,1 Ω, aber dieses wird selten angegeben. Stattdessen wird dieser Wert im Dämpfungsfaktor "versteckt".

Ich sehe eigentlich nur diese Zusammenhänge:

Ein moderner, trafoloser Transistor-Verstärker hat im wesentlichen eine Ausgangsimpedanz, die in Richtung Null Ohm geht, so dass die Impedanz des Verstärkers nicht zur Impedanz des Lautsprechers passen muss.

Der Verstärker erwartet keinen Lautsprecher der gleichen Impedanz und man kann Lautsprecher mit unterschiedlichen Eingangsimpedanzen von 8 Ohm, 6 Ohm oder 4 Ohm ohne negative Effekte anschließen, solange die Impedanz der Lautsprecher nicht unter einem Wert liegt, der das Netzteil überlastet, weil zu viel Strom durch die Endstufentransistoren durch die zu große Last/zu kleine Impedanz gezogen wird.

Und dann sollten, wie du es beschreibst, die mittlerweile immer vorhandenen Schutzschaltungen rechtzeitig eingreifen und den Verstärker zuverlässig schützen....was sie aber nicht immer zuverlässig tun....aber das ist ein neues Thema.

Grüße, Dalko

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In der Regel haben Heimanlagen 8 Ohm für Lautsprecher und Autoverstärker 4 Ohm. Die Lautsprecher sollten etwas mehr Leistungsangabe haben als die Verstärkeranlage... ist wichtig(Kompaktanlage hat eine Verstärkerangabe) Vielleicht findest du deine Kompaktanlage im Internet.

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Das ist die Impedanz der Lautsprecher, die Ausgangsimpedanz deines Verstärkers sollte (muss) gleich sein der Eingangsimpedanz der Boxen.

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Kommentar von zico05
13.03.2016, 14:58

hab leider keinen verstärker :( nur eine kompaktanlage von thompson

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Im Gegensatz zu den bisherigen Antworten ist meine Aussage: 8 Ohm ist der Gleichstromwiderstand des Lautsprechers, der bei niedrigen Frequenzen auch mit der Impedanz übereinstimmt. Man kann also auch mit dem Ohmschen Gesetz die bei 12 Volt mögliche Leistung überschlagsmäßig nachrechnen. Die Impedanz steigt bei höheren Frequenzen an, bleibt aber proportional zum Basiswert 8 Ohm oder 4 Ohm. 

Zur Bedeutung: Ein 8 Ohm- Lautsprecher zieht aus einer Anlage nur halb soviel Leistung wie ein 4Ohm-Lautsprecher, und wenn der Verstärker mit 8 Ohm spezifiziert ist, würde er durch 4 Ohm überlastet. Also muß man auf die korrekte Anpassung achten.

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Kommentar von dalko
14.03.2016, 10:38

Hallo weckmannu,

Im Gegensatz zu den bisherigen Antworten ist meine Aussage: 8 Ohm ist der Gleichstromwiderstand des Lautsprechers, der bei niedrigen Frequenzen auch mit der Impedanz übereinstimmt.

"Im Gegensatz zu" ist falsch, denn wenn du meinen Beitrag genau liest, sagst du nichts neues, du verpackst es nur anders und isolierst in deiner Betrachtung den wirksamsten Teil der Impedanz bei niedrigen Frequenzen, nämlich den ohmschen Anteil (etwa der Schwingspule des Tieftöners) und wendest anschließend das Ohmsche Gesetz an.

Man kann also auch mit dem Ohmschen Gesetz die bei 12 Volt mögliche Leistung überschlagsmäßig nachrechnen

Zur Vereinfachung der Berechnung der zulässigen Belastung einer Verstärkerendstufe durch einen Lautsprecher kannst du das "überschlagsmäßig" so machen, ist einfach und führt zum Ziel....aber ist dennoch nicht richtig! Außerdem ist es nicht zu verstehen, wie du als Spannungswert zur Berechnung auf 12 Volt kommst!?? Es gibt genügend Endstufen, die am Ausgang eine Wechselspannung von 50 Volt und mehr bringen können.

Die Impedanz steigt bei höheren Frequenzen an, bleibt aber proportional zum Basiswert 8 Ohm oder 4 Ohm.

Oh, ich bekomme gerade Bauschmerzen, das ist nun absoluter Blödsinn, wie kommst du zu dieser Behauptung? In Frequenzweichen sind häufig genug Saug- und Sperrkreise integriert, die mit der Impedanzkurve eine Berg-und Talbahn anstellen, wo einem jegliche Proportionalität vergeht!! Schau dir Impedanzkurven von Lautsprecherkombinationen an, dann wirst du verstehen, warum deine Äußerung komplett falsch ist.

Zur Bedeutung: Ein 8 Ohm- Lautsprecher zieht aus einer Anlage nur halb soviel Leistung wie ein 4Ohm-Lautsprecher, und wenn der Verstärker mit 8 Ohm spezifiziert ist, würde er durch 4 Ohm überlastet. Also muß man auf die korrekte Anpassung achten.

Ja, ist so, habe ich schon in mindestens 20 Beiträgen genau beschrieben....aber ist in dieser Frage nicht das Thema. Hier geht es in erster Linie um die Bezeichnung "8 Ohm auf Lautsprecherboxen von Magnat" und was das mit Widerstand zu tun hat.

Grüße, Dalko

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