Was ist der Skin-Effekt

Was ist der Skin-Effekt?

Mit dem Skin-Effekt nehmen wir uns heute einem seit Jahrzehnten heißdiskutierten HiFi-Thema an. Im Audio-Zusammenhang fällt dabei häufig auch das Stichwort Kabelklang – wobei die Begriffe nicht zwangsläufig synonym verwendet werden. Das deutet schon an, worum es geht: um den Einfluss von Lautsprecherkabeln auf den Sound einer Anlage. Wir gehen der Frage nach, ob und wie der Skin-Effekt den Sound beeinflussen kann.

Was ist der Skin-Effekt?

Als Skin-Effekt bezeichnet man eine bestimmte physikalische Eigenschaft von Wechselstrom: Je nach Frequenz des Wechselstroms wird dieser im Leiter (z. B. im Lautsprecherkabel) nach außen bzw. an die Oberfläche gedrängt. Daher auch die englische Bezeichnung skin. Je höher die Frequenz, desto stärker die Verdrängung. Grund für diese Verdrängung ist ein im Leiter entstehendes Magnetfeld, das auf die Elektronen wirkt.

Durch die Verdrängung steht dem Strom ein geringerer Querschnitt im Leiter zur Verfügung, und damit steigt auch der Widerstand im Leiter an. Diese Eigenschaft ist für alle Wechselströme gültig. Wie stark der Skin-Effekt ist, lässt sich für den Einzelfall berechnen. Wesentliche Größen für die Berechnung sind neben den erwähnten Frequenzen die Permeabilität des Materials und der Radius des Leiters.

Damit hätten wir den Skin-Effekt physikalisch grundsätzlich umrissen. Als nächstes wollen wir den Bogen zum Audio-Bereich und zu Lautsprecherkabeln schlagen.

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Und was bedeutet der Skin-Effekt nun für den Klang?

Grundsätzlich gilt, dass Hersteller von Audioprodukten den Skin-Effekt im Griff haben. Material und Durchschnitt sind so abgestimmt, dass der Anstieg des Widerstands bei höheren Frequenzen keinen nennenswerten Einfluss auf den Klang hat. Das gilt für Lautsprecherkabel mit Querschnitten von 1 mm2 ebenso wie für Kabel mit einem Querschnitt von 4 mm2. Ein Anstieg ist also vorhanden, aber so gering, dass Auswirkungen auf den Klang wie Pegelverluste oder Verzerrungen nicht hörbar sind.

Dass Hersteller die Wirkung des Skin-Effekts so weit im Griff haben, dass er sich nur sehr geringfügig auswirkt, dürfte so ziemlich jeder HiFi-Experte bestätigen. Deutlich umstrittener ist die Frage, ob der Skin-Effekt bei Lautsprecherkabeln tatsächlich „unhörbar“ ist. In den Fachdiskussionen geht es dabei häufig um psychoakustische Effekte und Signalveränderungen bei Frequenzen oberhalb des eigentlich hörbaren Bereichs. Die Diskussion um den „Kabelklang“ wird dann meist sehr kleinteilig und ist häufig von subjektiven Höreindrücken beeinflusst.

Andererseits ist es kaum zu widerlegen, dass Menschen beim Testhören mit unterschiedlichen Kabeln und bei sonst identischem Setup Unterschiede wahrnehmen. Sicher ist aber auch, dass in 99 Prozent der Fälle der Klang durch andere Faktoren beeinflusst wird. Dazu gehören in erster Linie:

Außerdem gehört die Lautsprecherentkopplung zu den Faktoren, die den Sound mitunter erheblich beeinflussen können.

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Das Wichtigste zum Skin-Effekt

  • Der Skin-Effekt beschreibt eine allgemeine Eigenschaft des Leitverhaltens von Wechselstrom.
  • Je höher die Frequenz, desto stärker wird der Strom im Leiter nach außen gedrängt.
  • Durch den sich verkleinernden Querschnitt der leitenden Fläche erhöht sich der Widerstand (Impedanz).
  • Bei Lautsprecherkabeln hat der vorhandene Skin-Effekt in der Regel keine nennenswerten Auswirkungen auf den Klang.
  • Allerdings entbrennen unter Audio-Fans immer wieder Diskussionen um einen möglichen Kabelklang.
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Teufel Blog Redaktion

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