widerstand ohm

Impedanz – Wie Verstärker und Lautsprecher zusammenarbeiten

Der Begriff Impedanz kommt vom lateinischen Wort „impedire“ und bedeutet so viel wie „hemmen“ oder „hindern“. Im Grunde beschreibt die Impedanz – im Zusammenhang mit Wechselstrom auch Scheinwiderstand genannt – den Widerstand innerhalb eines Stromkreislaufs. Wir erklären die physikalischen Grundlagen zur elektrischen Impedanz und erläutern, was sie mit Hi-Fi-Lautsprechern zu tun hat.

Ohm und Impedanz

Wenn du dich mit Lautsprechern und Verstärkern beschäftigst, begegnest du früher oder später der Einheit Ohm. Ohm ist das internationale Einheitssystem für den elektrischen Widerstand. Während man beim Gleichstrom meist von Widerstand spricht, hat sich beim Wechselstrom der Begriff Impedanz etabliert. Da Lautsprecher mit Wechselstrom laufen, findest du diesen in technischen Daten wieder.

Nach GeorG Simon Ohm ist die Einheit für elektrischen Widerstand benannt
Omega – Symbol für Ohm

Das Einheitenzeichen für Ohm ist ein großes griechisches Omega. In mathematischen Formeln wird der Wert mit einem R für „Resistance“ (= Widerstand) angegeben. Benannt ist die Einheit nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm.

Physikalischer Widerstand und das Beispiel mit den Skifahrern

Die wesentlichen Größen im Stromkreislauf sind die Stromstärke in Ampere (Anzahl der geleiteten Elektronen innerhalb einer gewissen Zeit) und die Stromspannung in Volt (Antrieb der Elektronen). Der Widerstand innerhalb eines Stromkreislaufs verringert die Stromstärke. Deshalb werden beispielsweise Materialien mit geringem Widerstand als elektrische Leiter verwendet. Das Verhältnis zwischen diesen Größen wird durch das Ohm’sche Gesetz beschrieben.

Die sogenannte URI- Formel sieht so aus:

U = R*I

➥ U steht für Spannung, angegeben in Volt (V)

➥ R steht wie gesagt für Widerstand, angegeben in Ohm

➥ I steht für Stromstärke, angegeben in Ampere (A)

Um diesen Zusammenhang nachvollziehbarer zu machen, kann man sich Skifahrer vorstellen, die eine Piste herunterfahren. Das Gefälle der Piste entspricht der Stromspannung, die Geschwindigkeit der Skifahrer der Stromstärke und die Schneebeschaffenheit dem Widerstand. Pulverschnee bedeutet einen höheren Widerstand als vereister, plattgefahrener Schnee. Entsprechend langsamer kommen Skifahrer voran.

In dieser Hinsicht ist die Sache leicht nachvollziehbar. Komplizierter wird es, wenn man es nicht allein mit einem reinen Ohm’schen Widerstand zu tun hat. Genau das ist bei Lautsprechern der Fall.

Warum in Lautsprechern unterschiedliche Widerstände wirken

Bei Lautsprechern wird die Sache mit dem Widerstand bzw. der Impedanz wie gesagt komplizierter: Zum einen wird für ihren Betrieb Wechselstrom eingesetzt (kein Gleichstrom), zum anderen kommen Spulen und Kondensatoren als Bauteile zum Einsatz. Bei diesen Verbrauchern gibt es neben dem Ohm’schen Widerstand auch sogenannte Blindwiderstände. Blindwiderstand deswegen, weil die Bauteile Energie lediglich aufnehmen und dann phasenverschoben wieder abgegeben. Beim Wirkwiderstand (Ohm’scher Widerstand) wird dagegen Leistung umgesetzt, es entsteht also Wärme oder auch Licht. Zum Widerstand von Kondensatoren und Spulen sollte man wissen, dass hier die Impedanz frequenzabhängig ist.

  • Kondensatoren: Mit steigender Frequenz fällt der kapazitative Blindwiderstand.
  • Spulen: Mit steigender Frequenz steigt auch der induktive Blindwiderstand.

Die Impedanz ist nun die Summe aus Wirkwiderstand und dem Blindwiderstand. Wenn du also bei einem Lautsprecher eine feste Ohm-Zahl findest, ist das immer nur ein Orientierungswert. Häufig wird dieser auch als „Nennimpedanz“ bezeichnet. In der Regel handelt es sich dabei um die niedrigste Ohm-Zahl.

Nun zur Praxis: Was hat das Thema Impedanz mit Lautsprechern und Verstärkern zu tun?

Impedanz und mehr bei Hi-Fi-Anlagen

Für Audiosignale wird Wechselstrom mit unterschiedlichen Frequenzen vom Verstärker an die Lautsprecher geleitet. Bei einer klassischen Audioanlage wird – einfach ausgedrückt – über den Verstärker die Stromspannung bereitgestellt und Lautsprecher (mit den eben erwähnten Spulen und Kondensatoren) stellen Widerstände innerhalb des Stromkreislaufs dar.

Konkret bedeutet das, dass die vom Verstärker bereitgestellte Spannung zur Impedanz der Lautsprecher passen muss.

Transistoren in verschiedener Formen.
Fast jeder hat schon mal einen Transistor gesehen, viele allerdings ohne zu wissen, was sie sind.

Was bedeutet die Ohm-Angabe bei Lautsprechern und Verstärkern?

Wenn Audiosignale in Form von Wechselstrom vom Verstärker zum Lautsprecher fließen, entsteht durch die Lautsprecher ein Widerstand im Stromkreis. Wie hoch dieser ist, unterscheidet sich je nach Modell. In Deutschland haben die meisten Lautsprecher eine Impedanz von 4 Ohm. Aber auch höhere (8 und 16) und niedrigere Werte (2) sind möglich. Die Impedanz-Angabe bei Verstärkern gibt hingegen an, für welche Lautsprecher ein Verstärker ausgelegt ist.

Was, wenn der Ohm-Wert der Lautsprecher niedriger ist, als vom Verstärker vorgesehen? 

Laut Ohm’schem Gesetz gilt: Je niedriger die Impedanz eines Lautsprechers, desto mehr Strom wird vom Verstärker bereitgestellt. Wenn zu viel Strom fließt, kann dies aber zu Klangeinbußen führen und sogar dazu, dass eine Sicherheitsschaltung den Verstärker wegen Überhitzung abschaltet. Im schlimmsten Fall kann der Transistor der Endstufe Schaden nehmen. Aus diesem Grund müssen Verstärker und Lautsprecher hinsichtlich der Impedanz zusammenpassen: 

➥ Im Idealfall entspricht die Lautsprecher-Impedanz den Spezifikationen des Verstärkers. An einem Verstärker mit der Angabe 6 Ohm lässt sich also ein Lautsprecher mit einer Nennimpedanz von 4 bis 8 Ohm betrieben. 

➥ In der Praxis kommt es nur sehr selten zu Ausfällen, wenn Lautsprecher mit einer 4-Ohm-Nennimpedanz mit einem 6-Ohm-Verstärker verbunden werden. Allenfalls wenn der Verstärker über einen längeren Zeitraum voll aufgedreht wird, kann es zum Ausfall oder zu Leistungseinbußen kommen. 

Falls du noch einmal genau nachlesen willst: Unser Blog-Beitrag „Wie funktioniert ein Lautsprecher?“ erklärt, wie aus einem Audiosignal Schallwellen werden.  

Hinweis: Teufel Lautsprecher arbeiten mit einer Nennimpedanz von 4 bis 8 Ohm. Grundsätzlich schwankt die Impedanz bei Lautsprechern abhängig vom Schalldruckpegel und der wiedergegebenen Tonfrequenz.

Receiver im Teufel-Shop

DENON DRA-800H

Jetzt entdecken

DENON AVR-X2700H DAB

Jetzt entdecken

DENON AVR-X1700H DAB

Jetzt entdecken

Hier passt alles zusammen: Komplettanlage von Teufel

Frau auf Bank mit Klappsitzen flankiert von Ultima 40 Standlautsprechern
Perfekt aufeinander abgestimmt – die Ultima 40 Kombo
  • Ultima 40 Kombo: Stereo-Sound at its best – die Ultima 40 und der CD-Receiver Kombo 62 sind nicht nur ganz groß, wenn du deine Musik aufdrehst, sondern auch herausragende Lautsprecher für Gaming, TV und Radio. Der Receiver bringt es auf 100 Watt Leistung pro Kanal und erzeugt zusammen mit den 3-Wege-Speakern sagenhaft differenzierten und wuchtigen Sound. Neben Bluetooth aptX ist im Übrigen auch DAB+ für Digitalradio an Bord.
  • Ultima 40 Surround AVR für Dolby Atmos „5.1.2-Set“: Das volle Paket! Du bekommst mit dieser Anlage ein spielfertiges und perfekt abgestimmtes Atmos-System. Vom Subwoofer bis zu den Höhenlautsprechern ist bei diesem Set alles erste Sahne. Klanglich wirst du damit in die 3D-Dimension katapultiert. Als Schaltzentrale dient ein High-End-AVR von Denon, der so ziemlich alle relevanten Standards und Schnittstellen mitbringt.

Stereo-Sound für Liebhaber

ULTIMA 40 STEREO

Jetzt entdecken

POWER HIFI STEREO

Jetzt entdecken

Teufel Stereo L

TEUFEL STEREO L

Jetzt entdecken

Fazit: Das wichtigste zum Thema Lautsprecher und Impedanz 

  • Ohm ist die Einheit für den elektrischen Widerstand, beziehungsweise für die Impedanz in einem Wechselstromkreis. 
  • Das Ohm’sche Gesetz besagt, dass bei niedriger Impedanz und gleichbleibender Spannung die Stromstärke steigt.  
  • Der Impedanz-Wert ist die Summe aus Wirk- und Blindwiderstand. 
  • Bei Lautsprechern wird die sogenannte Nennimpedanz angegeben, wobei es sich um einen Orientierungswert handelt. 
  • Anlagen-Besitzer sollten sichergehen, dass die Impedanz der Lautsprecher zur bereitgestellten Leistung des Verstärkers passt. 
  • Jeder Verstärker einer Hi-Fi-Anlage ist für den Anschluss einer bestimmten Impedanz ausgelegt. Für die Wahl der Lautsprecher, aber auch der Kopfhörer gilt demnach, dass diese möglichst mit der Impedanz des Verstärkers kompatibel sein sollten. 
  • Kombinierst du Geräte, die nicht optimal aufeinander abgestimmt sind, können Qualitätseinbußen auftreten, meistens im Hinblick auf die Lautstärke. 
  •  

Quelle: Ausführliche Informationen zum Zusammenhang von Impedanz und Audiotechnik könnt ihr im Handbuch zur „Tontechnik“ von Thomas Görne nachlesen.

Ähnliche Beiträge

  1. Michael
    15. Jun. 2019, 22:19

    Ich habe fünf 8 Ohm Lautsprecher an einem Pioneer SC-LX 701 AV-Receiver angeschlossen.
    Ich würde mir gerne zwei weitere Lautsprecher aber 4 Ohm kaufen, kann ich diese problemlos mit den 8 Ohm mischen/anschließen? Ohne das es Probleme gibt?

    • Teufel Blog Redaktion
      18. Jul. 2019, 15:44

      Hallo Michael, durch die unterschiedliche Impedanz sind die Lautsprecher vermutlich nicht gleich laut klingen, wenn es nur eine gemeinsame Lautstärkeregelung gibt.

  2. Jakob
    23. Feb. 2019, 21:09

    Ich muss Rob recht geben. Der Innenwiderstabd ist keinesfalls die Angabe auf den Aushängen der Verstärker. Die Angaben sind Vorschläge des Herstellers für den Widerstand der Boxen. Ich empfehle folgenden Artikel:
    https://www.likehifi.de/doityourself/die-impedanz-und-ihre-bedeutung-im-hi-fi-bereich/

  3. Dettmar
    20. Dez. 2018, 18:00

    Da steht doch viel Blödsinn drin.
    Elektrotechnische Grundlagen komplett durcheinandergewürfelt.
    Sorry fürs harte Urteil

    • Teufel Blog Redaktion
      07. Jan. 2019, 16:42

      Hallo Dettmar, wennn du uns genauer beschreibst, auf welche Passagen du dich beziehst, könnten wir ggfs. auch darauf reagieren…

  4. Flo K.
    26. Jun. 2018, 13:37

    Habe folgende Situation:
    Hätte einen 5.1 Verstärker mit 135Watt Sinusleistung an 6 Ohm, den ich mir gerne kaufen würde.
    Meine Boxen vertragen 150Watt Sinus an 4 Ohm (Stereo).
    Meine frage wäre jetzt:
    Werden die Boxen im Stereobetrieb mit genug (>150Watt) Leistung versorgt, wenn ich sie an den Receiver anschließe? Lässt sich das iwie berechnen? Laut meinem Verständnis sollte die Wattzahl bei 4 Ohm LS dann schon über 150Watt sein richtig?

    • Teufel Blog Redaktion
      03. Jul. 2018, 15:21

      Hallo Flo, bezieht sich deine Angabe von 135 Watt auf einen einzelnen Kanal oder die Leistung insgesamt? Bei 135 Watt insgesamt könnte es recht leise bleiben. Bitte wende dich für mehr Infos besser an den Kundenservice unter teufel.de/kontakt

  5. Rob
    11. Mai. 2018, 17:01

    Der Innenwiderstand eines Verstärkers sollte IMMER äußerst gering sein, damit wir bei der Audio- und Tontechnik übliche Spannungsanpassung haben: mindestens Ra ≥ 10 · Ri.

    Es sollte ein Verstärker eine Ausgangsimpedanz (Innenwiderstand) von mindestens 0,5 Ohm besitzen, damit Spannungsanpassung zur Last des Lautsprechers möglich ist. Sehr gute Verstärker liegen noch darunter.

    Daher ist die Aussage im konkreten Beispiel ganz unten, dass ein Verstärker eine Ausgangsimpedanz von 8 Ohm habe, zum Verständnis leider völlig falsch gewählt. Solche hohen Ausgangsimpedanzen (Innenwiderstände) sind bei Verstärkern unüblich. Welche immense Impedanz müsste dann der Lautsprecher haben, um weiterhin Spannungsanpassung zu ermöglichen?

    Bitte nicht verwechseln:

    Ausgangsimpedanz = Innenwiderstand = Quellwiderstand

    Eingangsimpedanz=Außenwiderstand=Lastwiderstand

    Viele Grüße

  6. Dirk S.
    18. Aug. 2017, 14:47

    Mir fehlt noch einiges Hintergrundwissen, aber der Artikel ist super gemacht und weckt mein Interesse!

  7. Thomas
    11. Jul. 2017, 20:57

    Möchte mich dem Fabian anschließen: Super Artikel! Auch für Laien schön verständlich geschrieben.
    Aber… ist im dritten Absatz unter dem Punkt „Physikalische Impedanz – Induktivität und Kapazität“ wirklich ein „Katalysator“ gemeint, oder vielleicht doch eher ein Kondensator?
    Vielleicht könnte der Autor das noch kurz erklären, weil mir der Begriff sonst eigentlich nur aus der Chemie (bzw. KFZ) bekannt ist. Ist das evtl. nur ein kleiner Schreibfehler, oder wird der Begriff „Katalysator“ tatsächlich auch in diesem Kontext so verwendet?

    • Stefan
      03. Dez. 2017, 17:18

      Da muss ich Thomas recht geben, denn in diesem Zusammenhang macht hier für mich nur Kondensator sinn.

  8. Fabian (glücklicher Theater 10 Nutzer)
    04. Jun. 2017, 11:49

    Toller Artikel, Hut ab :-)!

Kommentar verfassen

Hinweis: Kommentare, welche Supportanfragen umfassen, werden nicht veröffentlicht. Bitte wenden Sie sich bei Themen wie Bedienung, Reklamation oder Kompatibilität an unseren Kundenservice. Vielen Dank.

Ihr Kommentar wird von einem Moderator überprüft, bevor er auf der Website erscheint.

Autor

Teufel Blog Redaktion

Alles über Lautsprecher, Heimkino und HiFi-Trends. Zudem haben wir jede Menge praktische Tipps und Tricks für zu Hause.