widerstand ohm

Ohm und Lautsprecher: Wenn das Audiosignal auf Widerstand trifft

Der Einheit Ohm begegnet man früher oder später, wenn man sich mit Lautsprechern und Verstärkern beschäftigt. Mit ihr wird der elektrische Widerstand beziehungsweise die Impedanz in einem Stromkreis mit Bauelementen angegeben. Keine Sorge – um zu verstehen, welche praktische Bedeutung diese Begriffe beim Betrieb von Lautsprechern und Verstärkern besitzen, muss man kein Physik-Studium absolviert haben. Wir beantworten die wichtigsten Fragen zum Zusammenhang von Ohm und HiFi-Komponenten.

Wofür steht Ohm?

 

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

Ohm ist das internationale Einheitssystem für den elektrischen Widerstand. Während bei Gleichstrom meist von Widerstand die Rede ist, wird im Zusammenhang mit Wechselstrom der Begriff Impedanz verwendet. Weil Lautsprecher von Wechselstrom angetrieben werden, ist in dem Zusammenhang auch häufig von Impedanz die Rede. Das Einheitenzeichen für Ohm ist ein großes griechisches Omega. In mathematischen Formeln wird der Wert mit einem R angegeben. Benannt ist die Einheit nach dem deutschen Physiker Georg Simon Ohm.

Wer es in diesem Zusammenhang noch einmal nachlesen will: Der Blog-Beitrag „Wie funktioniert ein Lautsprecher?“ erklärt, wie aus einem Audiosignal Schallwellen werden.

Was hat es mit dem Ohmschen Gesetz auf sich?

Das Ohmsche Gesetz gibt den Zusammenhang von Spannung, Strom und Widerstand an. Als Formel ausgedrückt sieht es so aus:

  • ➥ U = R*I
  • ➥ U steht für Spannung, angegeben in Volt (V)
  • ➥ I steht für Stromstärke, angegeben in Ampere (A)

Diesen Zusammenhang kann man mit folgendem Bild erklären: Ein Pferd zieht einen Wagen mit Ziegeln einen Berg hinauf. Die Kraft des Pferdes lässt sich mit der Stromspannung (V) vergleichen. Die Anzahl der Ziegel entspricht dagegen der Stromstärke (A) bzw. der Anzahl der Elektronen, die durch eine Leitung fließen. Die Neigung des Anstiegs drückt den Widerstand (R) aus. Wenn nun der Anstieg steiler wird (also der Widerstand größer wird), kann das Pferd bei gleichem Kraftaufwand weniger Ziegel transportieren.

Welche Bedeutung hat die Ohm-Angabe bei Lautsprechern und Verstärkern?

Wenn das Audiosignal in Form von Wechselstrom vom Verstärker zum Lautsprecher fließt, entsteht durch die Lautsprecher ein Widerstand im Stromkreis. Wie hoch dieser ist, unterscheidet sich je nach Lautsprecher. 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 dagegen an, für welche Lautsprecher diese ausgelegt sind.

Was hat es mit der Nennimpedanz auf sich?

Häufig wird für Lautsprecher die „Nennimpedanz“ ausgewiesen. Diese gibt nur den niedrigsten Impedanz-Wert innerhalb des wiedergegebenen Frequenzbereichs an. Denn beim Betrieb von Lautsprechen treten je nach Frequenz unterschiedliche Impedanzen auf. Hier sind Unterschiede um den Faktor 10 und größer möglich. In der Regel liegen die Minima bei der Wiedergabe der Bässe. Weil es aufwendig wäre, alle Werte innerhalb des übertragenen Frequenzbereichs darzustellen, wurde die „Nennimpedanz“ eingeführt. Wenn also für Lautsprecher 4 bis 8 Ohm angegeben werden, handelt es sich dabei um einen Annäherungswert. Warum vor allem die Minimalwerte entscheidend für den Betrieb von Lautsprechern und Verstärkern sind, erläutern wir in der folgenden Frage.

Ausführliche Informationen zum Zusammenspiel von Verstärkern und Lautsprechern finden Sie im Artikel Impedanz – Wie Verstärker und Lautsprecher zusammenarbeiten.

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

Nach dem Ohmschen Gesetz gilt: Je niedriger die Impedanz eines Lautsprechers ist, desto mehr Strom wird vom Verstärker ausgeliefert. Wenn nun zu viel Strom fließt, kann das zu Klangeinbußen führen oder dafür sorgen, dass eine Sicherheitsschaltung den Verstärker wegen Überhitzung ausschaltet. Im schlimmsten Fall kann der Transistor der Endstufe Schaden nehmen. Aus diesem Grund müssen Verstärker und Lautsprecher hinsichtlich der Impedanz-Spezifikation harmonieren:

➥ Im Idealfall entspricht die Impedanz der Lautsprecher der Spezifikation des Verstärkers. An einem Verstärker mit der Angabe 6 Ohm kann also ein Lautsprecher mit einer Nennimpedanz von 4 bis 8 Ohm betrieben werden.

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

Wie die meisten Teufel Lautsprecher besitzen die Teufel Ultima 40 Mk2 eine Nennimpedanz von 4 bis 8 Ohm.

Fazit: Das wichtigste zum Thema Widerstand zusammengefasst

  • Ohm ist die Einheit für den elektrischen Widerstand beziehungsweise die Impedanz in einem Stromkreis.
  • Das Ohmsche Gesetz besagt, dass bei niedriger Impedanz die Stromstärke steigt (bei gleichbleibender Spannung).
  • Lautsprecher weisen eine spezifische Impedanz auf, die in Ohm angegeben wird.
  • Ist der angegebene Wert der Lautsprecher niedriger als vom Verstärker vorgesehen, kann es zu Klangeinbußen und Leistungsausfällen kommen.
  • Weil im Lautsprecherbetrieb die Impedanz je nach Frequenz erheblich schwankt, wird nur der niedrigste Impedanz-Wert des Frequenzgangs angegeben.

Titelbild: ©Erik, Ohm bestimmte Rechte vorbehalten. Quelle: Flickr
Bild 1: Georg Simon Ohm, erschienen unter Public Domain. Quelle: Wikimedia

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Teufel Blog Redaktion

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