Una pregunta que continuamente me hacen muchos aficionados al Car Audio, tanto de Calidad de Sonido como de SPL, es el calibre de cable más adecuado a emplear para alimentar sus finas bocinas y subwoofers. Mi respuesta estándar es que, debido a los cortos recorridos que estos tienen dentro de un auto común, un calibre AWG #16 suele ser mucho más que suficiente. ¿Acaso no han notado el calibre del cable que viene incluido con tantos altavoces, típicamente con bocinas de 6x9”? Éste suele ser AWG #22 y funciona perfectamente. Sin embargo, para aquellos que dan el todo por el todo en competencias de SPL, generalmente les recomiendo exagerar un poco. ¿Pero qué tanto será suficiente? ¿Vale realmente la pena irse hasta calibre AWG #8 ó de plano un par de AWG #4? Para poder contestar esta pregunta objetivamente, me decidí a hacer algunos cálculos, los que presento a continuación.
Prueba número uno: despreciable.
El objetivo es evaluar qué tanta diferencia, qué tanta pérdida puede llegar a representar la elección del calibre de cable empleado, tanto para un auto de SPL como de Calidad de Sonido. Vamos a empezar con un sistema consistente de un amplificador que entrega 500 Watts RMS x1 @ 4 Ohms, típico de un excelente auto de Calidad de Sonido, conectado a una carga de 4 Ohms, empleando un cable dúplex de un metro de longitud (dos metros en total, ya que es dúplex). Usaremos en el experimento dos calibres de cables. Primero un calibre AWG #16, lo cual está establecido como totalmente razonable y sobrado y luego un AWG #8, es decir, bastante exagerado.
Sabemos bien que la impedancia de un altavoz varía con la frecuencia, pero para simplificar las observaciones, supongámosla resistiva y constante.
La resistencia del cable AWG #16 es de 13.17 Ohms por kilómetro ó 0.02634 Ohms por dos metros. La resistencia del cable AWG #8 es de 2.1 Ohms por kilómetro ó 0.0042 Ohms por dos metros.
Primero resolvamos para el cable dúplex calibre AWG #16: para que un amplificador produzca una potencia de 500 Watts RMS en una carga de 4 Ohms, debe presentar entre sus terminales un Voltaje de 44.72136 Volts RMS, a partir de la Ley de Ohm que dice que: Voltaje = ((Potencia) (Resistencia))½ (elevar a la 0.5 es lo mismo que sacar la raíz cuadrada).
Ahora, para calcular la corriente que fluye a través del circuito, aumentemos a la carga de 4 Ohms la resistencia del cable, ya que ésta es serie, es decir, 4 Ohms más 0.02634 Ohms para un total de 4.02634 Ohms.
Con esta resistencia, la corriente que fluirá por el circuito será de 11.1072 Amperes, resultado que proviene de Corriente = Voltaje/Resistencia.
El siguiente paso es conocer el voltaje en las terminales del altavoz. Éste será el Voltaje en las terminales del amplificador menos la caída de Voltaje en esos 2 metros de cable, los cuales producen una pérdida de 0.29256 Volts, a partir de Voltaje = (Resistencia en el cable) (Corriente). Esto nos da 44.72136 Volts – 0.29256 Volts = 44.4288 Volts entre las terminales del subwoofer. El voltaje en las terminales del amplificador lo estamos suponiendo como constante aún cuando cambió la carga, ya que ese es el principio bajo al cual trabajan.
Por lo tanto, la potencia que recibe el subwoofer después de la pérdida que le producen esos dos metros de cable AWG #16 es de 493.47948 Watts RMS, a partir de Potencia = (Voltaje) (Corriente).
Muy bien, ¿pero cuánto representa eso en decibeles SPL? A partir de dB SPL = 10 log Potencia final / Potencia original, esto nos arroja una pérdida de -0.057 dB SPL, es decir, absolutamente despreciable tanto para Calidad de Sonido como en la pantalla de un decibelímetro durante una competencia de SPL.
Para equipos de Calidad de Sonido, un calibre AWG #16 es muchísimo más que suficiente, absolutamente razonable e indistinguible contra usar prácticamente cualquier otro calibre de cable disponible.
Prueba número dos: a considerar…
Sólo para no quedarnos a medias, si en lugar de usar aquel metro de cable dúplex AWG #16, usáramos AWG #8, realizando las mismas operaciones anteriormente descritas, la potencia en las terminales del subwoofer sería de 498.95 Watts RMS, para una pérdida de -0.009 dB SPL, es decir, ¡NADA!
Pero si en lugar de este equipo de Calidad de Sonido, se tratara de un poderoso equipo para SPL, usando un amplificador capaz de entregar 1500 Watts RMS x1 @ 1 Ohm, conectado a una carga de 1 Ohm, ¿a cuánto ascenderían las pérdidas?
Realizando los mismos pasos arriba descritos y usando primero un metro de cable dúplex calibre AWG #16, en lugar de llegarle al subwoofer 1500 Watts, sólo le llegarían 1423.99 Watts RMS, para una pérdida de -0.226 dB SPL, mientras que usando cable calibre AWG #8, al subwoofer le llegarían 1487.48 Watts RMS, para una desventaja en decibeles de -0.036 dB SPL.
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Conclusión
Para equipos de Calidad de Sonido, calibre AWG #16 es muchísimo más que suficiente, absolutamente razonable e indistinguible contra usar prácticamente cualquier otro calibre de cable disponible. Nótese por favor que lo único que se está valorando en este estudio es la pérdida en decibeles debida a las diferencias en cuanto a resistencia.
Para equipos de SPL extremo, la diferencia entre usar un metro de cable dúplex calibre AWG #16 y AWG #8 es de casi 0.2 decibeles SPL. Tomando en cuenta que esta distancia es suficiente para mandar a un competidor de un primero a un segundo lugar y de lo difícil y costoso que resulta incrementar la salida de un equipo de estos 0.1 decibeles, definitivamente esto sí es una diferencia valiosa que vale mucho la pena considerar. Nótese que de usarse el doble de longitud en el cable, se duplicará su resistencia, por lo que los equipos de SPL extremos deben procurar usar el cable más grueso y corto que sea posible al alimentar sus subwoofers.
Las razones de los resultados obtenidos se deben al hecho de que, las pérdidas en un conductor obedecen al producto de la resistencia por el cuadrado de la corriente (P = R I²), por lo que el punto de quiebre de este asunto es el hecho de trabajar los amplificadores a tan bajas impedancias, incrementando sensiblemente la corriente. Es por ello que las plantas hidroeléctricas o termoeléctricas que abastecen de electricidad a las ciudades, para mandar su energía de la forma más eficiente posible a través de cientos y cientos de kilómetros de cable, elevan el Voltaje a niveles inauditos, digamos 440,000 Volts, para así evitar al máximo las pérdidas en dichos conductores.
Artículo obra del Ing. JUAN CASTILLO ORTIZ, publicado en la Revista AudioCar #162
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