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.

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 Ohmsche Gesetz beschrieben.

R (Widerstand) = U (Spannung)/I (Stromstärke)

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 Ohmschen 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 ungleich 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 Ohmschen Widerstand auch sogenannte Blindwiderstände. Blindwiderstand deswegen, weil die Bauteile Energie lediglich aufnehmen und dann phasenverschoben wieder abgegeben. Beim Wirkwiderstand (Ohmscher Widerstand) wird dagegen Leistung umgesetzt, es entsteht also Wärme oder auch Licht. Zum Widerstand von Kondensatoren und Spulen sollte man wissen, dass dieser 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 Ohmzahl findest, ist das immer nur ein Orientierungswert. Häufig wird dieser auch als „Nennimpedanz“ bezeichnet. In der Regel handelt es sich dabei um die niedrigste Ohmzahl.

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

Was hat das Thema Impedanz nun 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 Lausprecher (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. In der Regel stellt die Kompatibilität kein Problem dar, weil die meisten Lautsprecher eine Nennimpedanz von 4 oder 8 Ohm besitzen und auch Verstärker auf diese Werte abgestimmt sind. Häufig kannst du über Impedanzschalter die zu den Lautsprechern passende Einstellung wählen. Wenn die Abstimmung nicht optimal ist, kann es zur Überlastung (Overload) kommen. Als Folge wird beim Verstärker dann eine Schutzschaltung aktiviert und man hört nichts mehr.

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.

Hier erklären wir die Funktionsweise von Lautsprechern.

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Fazit zur Impedanz – kompliziertes Thema, aber für Hi-Fi-Fans beherrschbar

  • Als Impedanz wird der (Schein-)Widerstand in Wechselstromkreisläufen bezeichnet.
  • Der Impedanzwert 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.
Impedanz – Wie Verstärker und Lautsprecher zusammenarbeiten
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  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

      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

      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

      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 :-)!

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Teufel Blog Redaktion

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