Por si no se habían dado cuenta amigos, el tema de la amplificación en el audio automotriz está cambiando. Cuando comencé a instalar profesionalmente a principios de los años 90, los amplificadores Clase D no existían. Todos los amplificadores eran Clase A/B y los verdaderamente potentes entregaban impresionantes 75 auténticos Watts RMS por canal ó 150 Watts RMS al configurarlos en modo puente (Rockford Fosgate Punch 150). Con eso, aunque no lo crean, se podían hacer maravillas. La tecnología avanzó, así como el presupuesto de mis clientes, con lo que tuvimos oportunidad de armar algunos equipos con amplificadores Precision Power Art Series A600, los cuales entregaban verdaderos 600 Watts RMS al configurarlos en puente a 4 Ohms, definitivamente más potencia de la que estábamos acostumbrados pero siempre bienvenida. Más adelante, aparecieron los hoy día omnipresentes Clase D con potencias en los miles de Watts.
Un amplificador SUONO D1500.1 entrega arriba de 1,500 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm, potencia con la que se puede hacer casi cualquier cosa; de hecho, casi siempre termina sobrado, lo cual, como dijera un amigo, “es como dinero en el banco, nunca está de más”.
¿Pero a qué viene todo esto? A que con la llegada de los amplificadores Clase D para bajas frecuencias, nos acostumbramos a trabajar los subwoofers a impedancias muy bajas, como 1 Ohm. Creo les he mencionado antes que las bajas impedancias no son el camino correcto, pero como tantas otras cosas en la vida, estamos aquí por razones históricas. ¿Pero qué creen? ¡¡¡La historia nuevamente está cambiando!!!
El cambio lo representan los nuevos amplificadores Clase D de Rango Completo. No solamente van a orillar a la extinción a los clásicos Clase A/B, sino que, con un poquito de suerte, van también a enderezar el camino del audio. ¿De qué manera? Les voy a poner un ejemplo, basado en dos amplificadores equivalentes que conozco muy bien, el SUONO Clase D modelo D800.1 y el nuevo SUONO Clase D Rango Completo modelo 300F.2.
Supongamos un equipo típico: dos subwoofers de 12”, doble bobina de 4 Ohms, para ser alimentados con unos 1,000 Watts RMS. Para tal objetivo podemos usar cualquiera de los dos amplificadores mencionados arriba, ya que son equivalentes:
El SUONO D800.1 promete 800 Watts RMS pero realmente entrega casi 1,000 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm;
El SUONO 300F.2 promete 900 Watts RMS pero realmente entrega casi 1,000 Watts RMS x 1 @ 4 Ohms, configurándolo en modo puente.
La diferencia, si ya se dieron cuenta, es la forma como se tienen que conectar los subwoofers. En el primer caso debemos conectar las 4 bobinas (cada una de 4 Ohms) en paralelo para bajarlos a 1 Ohm. Para el segundo amplificador, el nuevo 300F.2, podemos conectar las bobinas de cada subwoofer en serie subiéndolos a 8 Ohms, para luego conectar los dos bajos en paralelo, para regresarlos a 4 Ohms.
¿Cuál de las dos posibilidades producirá mejores resultados? A primera vista los resultados parecieran ser idénticos, ya que son los mismos subwoofers con la misma potencia por subwoofer, pero en realidad una de las dos es bastante superior a la otra.
Analicémoslo:
El primer punto en esta situación es algo que ya les he comentado antes: los subwoofers de doble bobina, NO EXISTEN. Así es, no existen. Tienes un subwoofer, y simple y sencillamente interrumpes a la mitad su bobina, es decir, cortas el cable a la mitad, y le insertas un par de terminales adicionales. De esa forma te queda un subwoofer “con doble terminal”, en el que la bobina se ha seccionado en dos partes, la A y la B. Por supuesto, como ya he mencionado antes, siempre y en todos los casos hay que conectar “las dos bobinas” ya que no son dos, es una sola dividida eléctricamente en dos, por lo que el alimentar solo una de ellas, la mitad del motor del altavoz, equivale a conducir un vehículo de cuatro cilindros con dos de sus bujías desenchufadas.
Como bien saben, usualmente conectamos estas bobinas en paralelo para bajar la impedancia. Me pregunto yo: ¿es posible que el fabricante, a la hora en que dividió la bobina a la mitad para agregar las otras terminales, se haya equivocado, y haya dejado algunas vueltas más de embobinado en alguno de los lados? ¿Es posible? Si eso sucediera y las conectáramos en paralelo, la bobina con más vueltas generará mayor fuerza que la otra mitad, lo cual obviamente provocaría un desbalance en el comportamiento del altavoz, definitivamente una situación no ideal. Por otra parte, si nosotros elegimos conectar el subwoofer en serie, simplemente volvemos a cerrar el circuito, y regresamos al subwoofer a su estado natural, situación en la que cualquier error en cuanto a la longitud real de las bobinas se cancela, desaparece. Es por tal razón el que yo suelo recomendar SIEMPRE conectar las bobinas de un subwoofer en serie, por supuesto sólo en aquellos casos en que tal configuración sea posible: para descartar posibles errores en la fabricación de los subwoofers. Por supuesto en muchos casos no es posible, pero eso está cambiando.
¿Cómo está cambiando?
Pues eligiendo el segundo amplificador, el SUONO 300F.2. Se trata de un amplificador Clase D Rango Completo de 300 Watts RMS x 2 @ 4 Ohms, capaz de entregar prácticamente 1,000 Watts RMS x 1 @ 4 Ohms al configurarlo en puente. Ya que tal potencia se entrega a 4 Ohms, la forma de llegar a ella (la forma óptima), es conectando las bobinas de 4 Ohms de cada subwoofer en serie, descartando en este acto errores de fabricación en el altavoz, y luego los dos bajos en paralelo.
Pero eso no es todo…
El problema de trabajar a bajas impedancias es que, a menor impedancia mayor corriente, y a mayor corriente, MAYORES PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES (efecto Joule). Es por lo que la toma domiciliaria en tu casa no es de 12 Volts, sino de 127 Volts RMS, corriente alterna. Es por ello que, de las plantas hidroeléctricas hacia las grandes ciudades, la corriente no se manda a 12 Volts o a 127 Volts o a 240 Volts, sino en ocasiones hasta a 400,000 Volts, para disminuir en lo posible las pérdidas en los conductores.
¿Cuál será la diferencia?
Supongamos que tenemos el primer equipo descrito en este artículo, el par de subwoofers configurados para presentar 1 Ohm, conectados al amplificador D800.1 que producirá 1,000 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm. Supongamos que entre el amplificador y los subwoofers hay 3 metros de cable dúplex AWG No. 12, es decir, 6 metros en total. Considerando que la resistencia del auténtico cable AWG No. 12 de cobre puro libre de oxígeno a 20 grados centígrados es de 0.00521 Ohms por metro, por 6 metros la resistencia total es de 0.03126 Ohms.
Si el amplificador entrega 1000 Watts @ 1 Ohm, por Ley de Ohm obtenemos que el Voltaje a su salida es de 31.62278 Volts y la corriente también (P=VI), 31.62278 Amperes.
Datos:
R Total: 0.03126 Ohms
Voltaje a la salida del amplificador: 31.62278 Volts RMS
Corriente en el circuito: 31.62278 Amperes RMS
Caída de Voltaje en el circuito: V=RI = 0.03126 x 31.62278 = 0.98852 Volts
Potencia en las terminales de los subwoofers: P=VI = (31.62278 – 0.98852 V) x 31.62278 A = 968 Watts RMS
La baja impedancia implica que la corriente será alta, lo cual provoca una mayor caída de Voltaje en el circuito: el Voltaje en las terminales de los subwoofers es menor que en la salida del amplificador. La corriente en un circuito serie es constante, por lo que esta no cambia. Con un sistema configurado a 1 Ohm, de los 1,000 Watts RMS que manda el amplificador, sólo 968 llegan a los subwoofers.
Pero si los trabajamos a 4 Ohms, usando el mismo cable, la misma distancia, pero el segundo amplificador:
Datos:
R Total: 0.03126 Ohms
Voltaje a la salida del amplificador: V= (P R)0.5 = (1000 x 4)0.5 =63.2455 V RMS
I = V/R = 15.81139 A
Caída de Voltaje en el circuito: V = RI = 0.03126 x 15.81139 = 0.49426 Volts
Potencia en terminales de los subwoofers: P=VI = (63.2455 – 0.49426 V) x 15.81139 A = 992.18 Watts RMS.
Como pueden apreciar, si trabajamos el sistema a 1 Ohm, como lo hemos venido haciendo por más de una década, la pérdida de potencia en el circuito es significativa, y es por ello que para aplicaciones a 1 Ohm solemos recomendar el uso de cable dúplex al menos calibre AWG No. 12 ó más grueso. Si el sistema lo operamos a 4 Ohms, la pérdida es prácticamente nada, tanto así que perfectamente podríamos emplear cable AWG No. 16, y aún así perder menos que en el caso de trabajar el sistema a 1 Ohm (empleando cable AWG No. 16, configuración a 4 Ohms, misma longitud, la potencia en terminales de los subwoofers resulta 980 Watts RMS).
Por lo antes expuesto queda demostrado que para los dos equipos descritos, equipos prácticamente con las mismas características técnicas, existe una clara ventaja al seleccionar aquel equipo que permite configurar la impedancia de trabajo a 4 Ohms.
Artículo obra del Ing. JUAN CASTILLO ORTIZ, publicado en la revista AudioCar #382
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