Una llamada telefónica que recibí esta mañana de un asiduo competidor de SPL me motivó a escribir el presente artículo. Me platicaba acerca de las problemáticas más recientes para la definición de categorías por potencia, en SPL extremo. Tradicionalmente la división se basa de acuerdo a la potencia de salida RMS especificada por el amplificador, a la impedancia estándar de 4 Ohms, como en el caso de 300W RMS x1 @ 4 Ohms. Sin embargo, se ha dado el caso de que algunos amplificadores con esta especificación, luego dicen entregar, por ejemplo, 1500W RMS x1 @ 1 Ohm. La discusión se basaba en la posibilidad de alterar las reglas de tal forma que, en los casos en que la potencia a 1 Ohm dividida entre cuatro, sea mayor a la potencia especificada a 4 Ohms, tomar el valor más alto, en este caso, 1500 / 4 = 375 Watts y no 300, por lo que el amplificador anterior quedaría asignado a una categoría superior.
La Ley de Ohm
Aquí personalmente no tomo partido, pues lo que se discute es lo que viene impreso en la hoja técnica del amplificador, siendo que para nadie es novedad que la potencia especificada, así como cualquier otra especificación de un aparato, suele regirse por la mercadotecnia del producto más que por las especificaciones reales obtenidas por los ingenieros, tanto para arriba como para abajo, según convenga. Sin embargo, me pareció oportuno repasar algunos detalles de la Ley de Ohm, bajo la cual se rigen todos los amplificadores, sin importar bajo qué Clase trabajen.
La Ley de Ohm dice que V = RI, donde “V” es la diferencia de potencial entre dos puntos en Volts, “R” es la resistencia en Ohms e “I” es la corriente que fluye a través de ese circuito en Amperes. También tenemos la Ley de Watt que nos dice que P = VI, donde “P” es la potencia disipada en Watts y “V” e “I” son los mismos de la ley anterior.
Ahora, supongamos que tenemos un amplificador produciendo 300 Watts RMS al estar conectado en una carga de exactamente 4 Ohms. ¿Qué voltaje habrá entre las terminales de dicha carga de 4 Ohms?
Combinando y despejando las dos leyes anteriores, tenemos que V = (P R)0.5 (en caso de que la tipografía no aparezca correcta en la impresión final, como suele ser el caso, la expresión anterior dice que el voltaje entre terminales es igual a la raíz cuadrada del producto de la Potencia por la Resistencia).
Introduciendo los valores correspondientes tenemos entonces que V = (300 x 4)0.5 = 34.64102 Volts RMS; este es el voltaje que habrá entre las terminales de la carga de 4 Ohms, al momento de estársele entregando 300 Watts RMS.
Supongamos ahora que en lugar de una sola carga de 4 Ohms, le conectamos a tal amplificador 4 cargas idénticas de 4 Ohms, en paralelo. La Resistencia total, siguiendo la fórmula simplificada para conexiones en paralelo y Resistencias iguales, dice que R total = R / No. de resistencias, es decir R total = 4 / 4 = 1 Ohm. Nada nuevo aquí, cuatro resistencias de 4 Ohms en paralelo, nos dan 1 Ohm.
Continuando con el ejemplo
Calculemos ahora qué potencia entregará nuestro valiente amplificador a esta carga. Para ello, recordemos que, en un circuito en paralelo, el Voltaje permanece constante. Siendo de esta forma, queremos saber la Potencia entregada, conociendo el Voltaje entre terminales, 34.64102 Volts RMS y la Resistencia total de la carga, 1 Ohm. Despejando nuevamente, esta vez para conocer la Potencia, ahora tenemos que P = (V x V) / R. Metiendo valores, P = (34.64102 x 34.64102) / 1 = 1200 Watts RMS.
Por lo tanto, un amplificador que es capaz de entregar 300 Watts RMS al someterlo a una carga de 4 Ohms, en el mejor de los casos, cuando todas las circunstancias sean perfectas e ideales, será capaz de entregar hasta 1200 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm de manera continua. ¿Qué podría diferir para que este resultado fuera distinto? Si analizamos la fórmula anterior, solo hay dos opciones. O el Voltaje no es el que debería o la resistencia no es la que debería. Cuatro resistencias de 4 Ohms en paralelo, dentro de su rango normal de temperatura, darán siempre 1 Ohm. Si se sobrecalientan, su resistencia subiría, por lo que la potencia entregada disminuiría, en ningún caso aumentaría. En cuanto al Voltaje, de hecho, ese es el problema.
En la vida real, ya que la fuente de poder del amplificador no es ideal ni infinita, simplemente no será capaz de mantener tal Voltaje constante; el Voltaje tiende a caer a medida que la carga aumenta (la resistencia disminuye), tal como sucede con el ejemplo que tantas veces hemos mencionado, acerca de que el Voltaje en las terminales de una batería automotriz con el motor apagado, depende de la carga: mientras más accesorios encendamos, más bajo el Voltaje en terminales, ya que la batería tampoco es ideal ni infinita.
Por lo tanto, matemáticamente, considerando fuentes ideales e infinitas, solamente así el amplificador anterior sería capaz de cuadruplicar su potencia de salida a 1 Ohm con respecto a la que entrega a 4 Ohms. En la vida real esto no sucede, nunca llegaremos a esos 1200 Watts ideales, pero aceptemos que al menos es matemáticamente posible. Lo que yo sí veo complicado y espero quede claro para ustedes también, es que el amplificador entregara a 1 Ohm, más de cuatro veces su potencia especificada a 4 Ohms. ¿Por dónde? ¿De qué manera podría ser esto factible? Si me equivoco y alguien es capaz de demostrar lo contrario, seguro no pasará mucho tiempo antes de que salga en las noticias de la noche, recibiendo el Premio Nobel de Física del 2023.
Artículo obra del Ing. Juan Castillo Ortiz publicado en la Revista AudioCar #198
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