Alto & Falante – sobre amplificadores de potência e chuveiros elétricos Parte 2

Crown DC300 / Crédito: Crown

No artigo anterior cobrimos superficialmente as duas leis básicas de Ohm, que relacionam entre si Corrente, Tensão, Resistência e Potência.

Agora podemos começar a falar de amplificadores de potência.

A maioria dos amplificadores de potência existentes no mercado, seja para os mercados doméstico, automotivo ou profissional, pertence a um tipo de amplificador chamado de TENSÃO CONSTANTE, ou seja, não importa a carga “pendurada” à saída que a TENSÃO (“voltagem”) DE SAÍDA permanece constante.

Uma analogia direta e bastante prática seria a REDE ELÉTRICA PÚBLICA, para a qual teoricamente não importa quantas residências e/ou quantos aparelhos elétricos dentro de casa estejam conectados/ligados a ela (REDE) que sempre oferecerá os mesmos 127 ou 220 Volts para seus consumidores.

Ainda dentro dessa analogia, vimos que um chuveiro tem sua “quentura” ou potência associada ao valor final de sua resistência, de forma que quanto MENOR é essa resistência maior é a “CALORIA” da água (*1) e vice-versa. Ou seja, na posição INVERNO a resistência do chuveiro tem um valor significativamente menor se comparada à da posição VERÃO. Em um amplificador de TENSÃO CONSTANTE ocorre exatamente o mesmo conforme a IMPEDÂNCIA (*2) DA CARGA.

Vamos imaginar que um certo amplificador tenha ou ofereça uma tensão de saída de 100 Volts e que temos caixas de diferentes impedâncias a serem “penduradas” à suas saídas, qual seria o resultado ?

Pois bem, vejamos a tabelinha abaixo :

TABELA 1

TENSÃO DE SAIDA VoltsIMPEDÂNCIA DA CAIXA OhmsPOTENCIA DE SAÍDA Watts
100110,000
10025,000
10042,500
10061,660 (aprox)
10081,250
10016625

Lembrando que ela foi gerada utilizando-se da relação :

Potência = (Tensão x Tensão) / IMPEDÂNCIA ou P = (U²)/Z

Mas tambem podemos descobrir a tensão de saída do amplificador, sabendo sua potência e a carga “pendurada” a ele, apenas manipulando a relação acima:

TABELA 2

Potência de Saída WattsCarga na Saída OhmsTensão de Saída Volts
500122.36
500231.62
500444.72
500654.77
500863.25
5001689.44

Tabela criada usando-se a relação U = raiz quadrada ( P x Z )

Observamos que para termos uma potência de saída constante, necessitamos de tensões de saída cada vez maiores em relação às cargas aplicadas.

Uma aplicação prática para a fórmula utilizada na tabela 2 seria a verificação das especificações de um amplificador qualquer onde haja suspeita de que o fabricante não esteja sendo muito confiavel. Vejamos :

Amplificador Barbante MK2

Potência continua de saída :

2 ohms : 1,200 Watts RMS

4 ohms : 750 Watts RMS

8 ohms : 500 Watts RMS

Montando uma tabelinha em função desses dados :

TABELA 3

Potência de Saída WattsCarga Aplicada na Saída OhmsTensão de Saída Volts
1,200248.98
750454.77
500863.24

Podemos observar que existe uma grande diferença entre as tensões de saída especificadas para o MESMO AMPLIFICADOR, o que indica que algo de estranho esta acontecendo nesse aparelho, pois deveria apresentar esses valores de tensão relativamente constante, dado tratar-se de um amplificador de TENSÃO CONSTANTE de saída. Na prática, acontecem ligeiras variações na saída, especialmente em razão de decisões de projeto do aparelho.

Imaginando um fabricante mais objetivo, sério, com as seguintes especificações :

Amplificador TurboFan K1

Potência continua de saída :

2 ohms : 1,800 Watts RMS

4 ohms : 1,000 Watts RMS

8 ohms : 494 Watts RMS

TABELA 4

Potência de Saída WattsCarga Aplicada na Saída OhmsTensão de Saída Volts
1,800260.00
1,000463.25
494862.86

Observamos que a variação na tensão de saída máxima é de 3.25 Volts ou cerca de 5.42% da tensão “básica” a 2 Ohms, o que não esta tão fora da tolerâncias usuais, fatos que não ocorre na Tabela 3.

Observações :

(*1) Peço desculpas aos puristas por alguns termos utilizados, mas creio que dessa forma, eu consiga maior entendimento dos conceitos.

(*2) A grosso modo, RESISTÊNCIA se aplica a cargas onde seus valores não variam com o tempo ou frequência, já a IMPEDÂNCIA se entende como sendo os valores da carga que se alteram com o tempo ou frequência.

Walter Ullman é engenheiro mecânico e gosta de projetar e fabricar equipamentos que tocam bem alto. Bem alto mesmo.

Publicado por Alexandre Algranti

Estudou engenharia, marketing e finanças mas quer mesmo ser jornalista. Continua na busca do fone de ouvido perfeito mas espera jamais encontrar.

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