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¿Eficiencia o Sensibilidad?

Un parámetro muy importante a la hora de especificar un altoparlante es la sensibilidad, muchas veces este valor es confundido con el de eficiencia.

Por definición, la eficiencia en un altoparlante es la cantidad de potencia acústica entregada para una potencia eléctrica aplicada, es decir Watts acústicos contra Watts eléctricos. La sensibilidad por otro lado se expresa como el nivel de presión de sonido a una distancia específica (1 metro), cuando se aplica 1 Watt eléctrico, es decir dB/Watt/Metro.

Fig. 1: Gráfico de impedancia de un altoparlante.

Pero esta expresión resulta problemática, dado que no hay una manera simple en un altoparlante de determinar cuánto es 1 Watt, y esto es porqué la impedancia de los altoparlantes varía con la frecuencia, por ende la potencia entregada cambia con el espectro.

En la figura 1 se puede ver cómo un altoparlante especificado en 8 Ohms presenta una pequeña parte del espectro por debajo y la mayor parte por arriba de la línea de 8 Ohms.

Los amplificadores actuales funcionan como fuentes de tensión ideales, esto quiere decir que mantienen el nivel de voltaje a la salida sin importar la carga aplicada, o en otras palabras, sin importar la corriente.

Para hacer la medición más fácil entonces se reemplazó el Watt por tensión para medir sensibilidad. Quedando entonces como el nivel de presión sonora producido a 1 metro con un voltaje aplicado, definido como 2.83 Volts. Este valor se elige porque es la tensión necesaria para disipar 1 Watt de potencia en una resistencia de 8 Ohms, el valor nominal del altoparlante. Una de las ventajas de especificar sensibilidad es que se mantiene invariable sin importar la impedancia del altoparlante, asumiendo que el amplificador es capaz de mantener la tensión constante.

Y aquí surge la diferencia, mientras más cercano sea el la impedancia del altoparlante a 8 Ohms contínuos, más parecidos van a ser los dos criterios, pero para un altoparlante que tenga una impedancia que difiera significativamente de 8 Ohms, los criterios van a ser muy diferentes.

Si tomamos dos gabinetes y le aplicamos los 2.83 Volts, y se mide a 1 metro 90 y 88 dBSPL respectivamente, uno se vería tentado a pensar que el de 90 dBSPL es más eficiente, pero como la eficiencia se describe por las potencias, en realidad hay que saber la impedancia. Supongamos que el parlante de 88dBSPL presenta un promedio de 20 Omhs, y el otro de 6 Ohms, esto quiere decir que para producir 2 dBSPL de diferencia necesita casi 4 veces mayor potencia. En definitiva el parlante de mayor sensibilidad es menos eficiente.

Sin embargo podemos tener una idea de relación entre las dos especificaciones si tomamos que:

dB(1 watt) = 112.1 + 10*log(η0)

o

dB(2.83 V) = dB(1 watt) + 10*log(8/Z) = 112.1 + 10*log(η0) + 10*log(8/Z)

De esta manera queda claro como para hablar de eficiencia midiendo la sensibilidad al voltaje, hay que pasar por la impedancia.

Eduardo Sacerdoti
Investigación & Desarrollo – Equaphon

Eduardo Sacerdoti

4 Comments

  1. Hola Eduardo, como estas,me podrias instruir en tu formula que significa n0 por favor? Y de antemano gracias por todo.

    • Hola Frank, ese parámetro es la eficiencia o rendimiento del altavoz.
      Saludos.

  2. Tarde,pero te doy las gracias Francisco, encontre esto en la red, para saber la eficiencia de un altavoz necesitamos 3 parametros thiele small, y entonces es =
    Eficiencia = 9.64 * 10^(-10) * Fs^3 * Vas / Qes
    Y el SPL lo sacamos a partir de n0(que es la eficiencia del altavoz) osea:

    SPL a partir de n0 : 112 + 10 * log(n0)

    Y el resultante sera el SPL en dB @ 1watt/1mto

    Pero yo te quiero preguntar, es cierto Francisco?
    Gracias otra vez!!

    • Hola Frank. La fórmula que mencionas es correcta y es la siguiente:
      Fórmula
      Si suponemos una temperatura de 25ºC y una humedad relativa de 0%, la expresión 4π^2/c^3 se puede reemplazar por 9.523*10^(-7). De esta forma, la fórmula quedaría:
      n0 = 100*(9.523*10^(-7)*Fs^3*Vas/Qes)
      En este caso Vas debería estar en m^3. Hay que tener en cuenta que esto es una aproximación, por lo que el resultado obtenido puede diferir un poco del verdadero.
      Saludos!

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