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L.005 Minimizar


  Conexionado de altavoces: serie, paralelo y mixto  
[ by FAXTER ]

En ciertas ocasiones es necesario conexionar más de un altavoz a la misma salida de un amplificador y, generalmente, se presenta el problema de saber cual es la impedancia total (ZT) obtenida para no desequilibrar la carga del amplificador. Esto, para el amplificador, equivaldría a tener conectado un sólo altavoz de una impedancia igual a la total (ZT) calculada en base a todos los altavoces que han sido conectados entre sí.

La conexión de varios altavoces puede tener muchas variantes en función del número de altavoces conectados, la forma de conectarlos y la impedancia de los mismos.
Lo más aconsejable es utilizar siempre altavoces de la misma impedancia (Z) y de la misma potencia (P). De esta forma, además de ser más fácil de calcular, estaremos repartiendo por igual la potencia del amplificador entre cada uno de los altavoces, cosa que, generalmente, es lo que se busca.

Para entender mejor de que va todo esto, asociaremos que Z = R.

Aunque Z es una impedancia cuyo valor se da en Ohmios y R es una resistencia pura cuyo valor también se da en Ohmios, no son exactamente la misma cosa. No obstante, para los cálculos que aquí vamos a tratar, podemos comparar un altavoz con una resistencia normal y corriente y plantearnos el circuito como si realmente estuviéramos trabajando con resistencias.



  Veamos el primer caso con una conexión de altavoces en SERIE:  

En la parte superior de la figura vemos el conexionado de los altavoces con el amplificador y en la parte inferior el circuito similar realizado con resistencias comunes.

Las conexiones en serie se distinguen porque el primer elemento (altavoz o resistencia) va conectado con con el siguiente, este con su siguiente y así sucesivamente, siendo el último el que cierra el circuito de retorno hacia el amplificador.
Dicho de otro modo, la corriente que sale del amplificador por el cable rojo tiene que pasar a través de los elementos de uno en uno: primero por uno, luego por el siguiente … y así hasta que llega al último, para poder regresar al amplificador por el cable negro.  Es como si fuera una carretera en la que no pueden circular los coches a la par, así, no quedará más remedio de que lo hagan en fila: uno detrás de otro.

  # Ejemplo 01 (serie): 

Supongamos que A1, A2, A3 y A4 son altavoces con una impedancia de 4 Ohm. cada uno.

Empleando la fórmula indicada tendremos que la impedancia total o equivalente sería:

ZT = 4 + 4 + 4 + 4 = 16 Ohm.

Siempre que se trate de altavoces con la misma Z, podríamos calcularlos también así:

ZT = Z de un altavoz x nº de altavoces →  ZT = 4 x 4 = 16 Ohm.

Como puede observarse, poniendo los mismos valores en las resistencia y haciendo el cálculo habitual en el circuito hecho con resistencias, obtendríamos el mismo resultado.  





   Veamos el segundo caso con una conexión de altavoces en PARALELO: 

Las conexiones en paralelo se distinguen porque cada elemento (altavoz o resistencia) va conectado directamente a los cables rojo (+) y negro (-) que vienen del amplificador.
Dicho de otro modo, la corriente que sale del amplificador por el cable rojo puede pasar, simultáneamente, a través de cada uno de los elementos y retornar por el cable negro.  Es como si fuera una autopista de muchos carriles en la que pueden circular todos los coches a la par.

Nota: para los que tengan problemas con las matemáticas, decir que:
1/RT = 1/R1 +
1/R2 + 1/R3 + 1/R4 ... es lo mismo que:  RT = 1 / (1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + 1/R4)

  # Ejemplo 02 (paralelo): 

Supongamos que A1, A2, A3 y A4 son altavoces con una impedancia de 8 Ohm. cada uno.

Empleando la fórmula indicada tendremos que la impedancia total o equivalente sería:

1/ZT = 1/8 + 1/8 + 1/8 + 1/8  →  ZT = 2 Ohm.

Siempre que se trate de altavoces con la misma Z, podríamos calcularlos también así:

ZT = Z de un altavoz / nº de altavoces →  ZT = 8 / 4 = 2 Ohm.

Como puede observarse, poniendo los mismos valores en las resistencia y haciendo el cálculo habitual en el circuito hecho con resistencias, obtendríamos el mismo resultado.


En la siguiente figura tenemos un ejemplo de conexión paralelo con altavoces de igual Z:




   Veamos ahora el caso de una conexión de altavoces tipo MIXTO:  

A veces es prácticamente imposible lograr una ZT en consonancia con la de la salida del  amplificador, bien por utilizar un número considerable de altavoces o bien por no disponer de  altavoces con la impedancia apropiada para su conexionado en serie o en paralelo. En estos casos, no queda otro remedio que recurrir a un conexionado mixto.

Se dice que una conexión es mixta cuando en la misma podemos encontrar altavoces conectados en serie y altavoces conectados en paralelo.
Igualmente podemos recurrir al símil del circuito hecho con resistencias comunes y hacer dichos cálculos como si de estas se tratara. Sin embargo, aparte del conexionado general, ligeramente más confuso en principio, no se trata de nada nuevo ya que, como hemos dicho, se trata de trozos de circuito que están en serie y trozos que están en paralelo, cosa que ya hemos visto.

En la figura de arriba, si nos fijamos en las partes resaltadas en color, podemos apreciar que los altavoces A1 y A2 están claramente en serie.
La corriente entraría desde el amplicador por el cable rojo hacia A1, lo atravesaría, pasaría por A2 y retornaría al amplificador por el cable negro, cerrandose el circuito.
Por lo tanto, el cálculo de los altavoces de la zona resaltada en amarillo sería: Zam = A1 + A2.

En la parte resaltada en verde vemos que ocurre exactamente lo mismo. La corriente entraría
desde el amplicador por el cable rojo hacia A3, lo atravesaría, pasaría por A4 y retornaría al amplificador por el cable negro, cerrandose el circuito.
Por lo tanto, el cálculo de los altavoces de la zona resaltada en verde sería: Zver = A3 + A4.

En este momento tenemos la siguiente situación:

Si observamos con atención podemos ver que el circuito inicial ha quedado reducido ahora al equivalente de 2 altavoces en paralelo y este también hemos visto como resolverlo:

1/ZT = 1/Zam + 1/Zver

… donde: Zam = A1 + A2  y  Zver = A3 + A4.

Otra fórmula más fácil de operar para altavoces o resistencias en paralelo es la siguiente:

ZT = Producto / Suma  →  ZT = A1 x A2 / A1 + A2

Lo que ocurre es que esta fórmula sólo podemos emplearla cuando trabajamos con 2 altavoces en paralelo y no se puede utilizar con un número mayor de altavoces (salvo que vayamos trabajando, si es posible, de 2 en 2 … lo cual la hace poco práctica).

Finalmente, el circuito equivalente quedaría reducido al siguiente:


  # Ejemplo 03 (mixto): 

Supongamos que A1, A2, A3 y A4 son altavoces con una impedancia de 8 Ohm. cada uno.

Primero operaremos con los altavoces que están en serie, que son, por un lado: A1 y A2 (zona amarilla) y por otro: A3 y A4 (zona verde).

Aplicando la fórmula en serie tendremos, por una parte: Zam = A1 + A2 = 16 Ohm. 
… y por otra:  Zver = A3 + A4 = 16 Ohm.

El circuito queda ahora reducido al equivalente de 2 altavoces en paralelo de 16 Ohm, uno perteneciente a la zona amarilla y otro perteneciente a la zona verde.

Aplicando la fórmula en paralelo, tendremos:

1/ZT = 1/Zam + 1/Zver = 1/16 + 1/16  →  ZT = 8 Ohm.

También, como ahora sólo tenemos 2 altavoces en en paralelo, podemos calcularlos así: 

ZT = Producto / Suma  →  ZT = 16 x 16 / 16 + 16 = 8 Ohm.

O también, como se ha visto cuando se trata de altavoces con la misma impedancia (cosa que ocurre en este caso):

ZT = Z de un altavoz / nº de altavoces  →  ZT = 16 / 2 = 8 Ohm.



Observemos ahora que ocurre cuando utilizamos cajas en vez de altavoces.

Si entendemos que una caja, la cual suele llevar dentro una serie de altavoces, tiene una impedancia concreta (típicamente: 4, 8, 16 Ohm.), podemos considerar que una caja es igual que un solo altavoz de la misma potencia e impedancia y utilizar los mismos cálculos que con estos.

Para el caso de una conexión de 2 cajas en serie de 8 Ohm. cada una:

Para el caso de una conexión de 2 cajas en paralelo de 8 Ohm. cada una:

 



Hemos dicho al principio que lo más aconsejable era utilizar siempre altavoces de la misma impedancia (Z) y de la misma potencia (P).
Como se ha visto, resulta bastante fácil hacer los cálculos de la impedancia equivalente cuando esto es así, pero lo más importante es que, de esta forma, la potencia total emitida por el amplificador se repartirá por igual entre todos los altavoces (cosa que habitualmente es deseable), resultando muy sencillo saber que potencia va a llegarle a cada altavoz. 

Es tan sencillo como esto:

P en cada altavoz =  P del amplificador / nº de altavoces

Así, en el caso de un amplificador que emita una potencia de 100w, si le conectamos 4 altavoces iguales de cualquiera de las formas que hemos visto (serie, paralelo o mixto), la potencia que entregará a cada uno de los altavoces será de 25w  ( 100w / 4 ).

De todas formas, si nos manejamos bien con los circuitos serie, paralelo y mixto basados en resistencias comunes ya estaremos en condiciones de poder hacer los cálculos para cualquier tipo de conexionado de altavoces (iguales o diferentes), teniendo presente la asociación: Z = R  y pensando que cada altavoz es una resistencia del mismo valor ohmico y de idéntica potencia.

 

Ahora bien, después de todo quizás todavía no se entienda para que sirve todo esto de conectar varios altavoces a la misma salida de un amplificador.

- Podemos tener la necesidad de repartir el sonido entre varios puntos de una sala, entre varias salas o distribuir el sonido en un espacio abierto, entonces tendremos que recurrir a la conexión de más de un altavoz.

- Podemos necesitar utilizar un amplificador de, p. ej., 1000w y no disponer de un altavoz de soporte tal potencia, entonces tendremos que recurrir de nuevo a la interconexión de varios altavoces para que, entre todos, sean capaces de manejar cómodamente dicha potencia.

Aunque estas suelen ser las aplicaciones más usuales, existen otras razones por las que necesitaremos  utilizar en algún momento una conexión tipo serie, paralelo o mixto y nunca está de más saber bien lo que nos traemos entre manos para poder hacerlo de forma correcta.

Finalmente, advertir que cada vez que se saque un altavoz o se añada uno nuevo, la ZT del circuito se modificará y será necesario recalcularla de nuevo para mantener en todo momento una carga optima de cara al amplificador.


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