widerstand ohm

Impedanz bei Lautsprechern: Wenn das Audiosignal auf Widerstand trifft

Die Einheit Ohm begegnet dir früher oder später immer, wenn du dich mit Lautsprechern und Verstärkern beschäftigst. Sie gibt den elektrischen Widerstand in der Wechselstromtechnik an – die sogenannte Impedanz (Wechselstromwiderstand). Keine Sorge – du brauchst kein Physik-Studium, um die praktische Bedeutung dieser Begriffe beim Betrieb von Lautsprechern und Verstärkern zu verstehen. Wir beantworten die wichtigsten Fragen rund um Ohm und HiFi-Komponenten!

Wofür genau steht Ohm?

Ohm ist die Einheit für elektrischen Widerstand und nach Georg Simon Ohm benannt
Omega: Das Symbol für 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, ist folglich oft von Impedanz die Rede. 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.

Falls du noch einmal genau nachlesen will: Unser 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 beschreibt den Zusammenhang zwischen Spannung, Strom und Widerstand. 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)

Dieses Verhältnis lässt sich 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 hingegen der Stromstärke (A) bzw. der Anzahl der Elektronen, die durch eine Leitung fließen. Die Neigung des Anstiegs entspricht dem Widerstand (R) aus. Wenn nun der Anstieg steiler und somit der Widerstand größer wird, kann das Pferd bei gleichem Kraftaufwand weniger Ziegel transportieren.

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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 ist die Nennimpedanz?

Häufig wird für Lautsprecher auch die sogenannte „Nennimpedanz“ ausgewiesen. Diese gibt lediglich den niedrigsten Impedanz-Wert innerhalb des wiedergegebenen Frequenzbereichs an. Denn je nach Frequenz treten beim Betrieb von Lautsprechen verschiedene Impedanzen auf. Hier sind Unterschiede um den Faktor 10 und größer möglich. Der geringste Widerstand tritt in der Regel bei der Wiedergabe der Bässe auf. Da es sehr aufwendig wäre, alle Werte innerhalb des übertragenen Frequenzbereichs abzubilden, 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. Und ausführliche Informationen zum Zusammenspiel von Verstärkern und Lautsprechern findest du im Artikel Impedanz – Wie Verstärker und Lautsprecher zusammenarbeiten.

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

Laut Ohmschem 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 zusammen passen:

➥ 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.

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Fazit: Das wichtigste zum Thema Lautsprecher und Impedanz

  • Ohm ist die Einheit für den elektrischen Widerstand, beziehungsweise für die Impedanz in einem Wechselstromkreis.
  • Das Ohmsche Gesetz besagt, dass bei niedriger Impedanz und gleichbleibender Spannung die Stromstärke steigt.
  • Lautsprecher weisen eine spezifische Impedanz auf, die in Ohm angegeben wird.
  • Ist der angegebene Impedanz-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 – die sogenannte Nennimpedanz.

Titelbild: ©Erik „Ohm“ Bestimmte Rechte vorbehalten. Quelle: Flickr
Bild 1: „Georg Simon Ohm“ Public Domain. Quelle: Wikimedia

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Teufel Blog Redaktion

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