Impedanz in der Akustik..?

LIEBESGURKE

Cadet 4th Year
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Hallo zusammen.

Mich interessiert das Thema "Akustik" im Unterhaltungsbereich schon seit langer Zeit. Nur gibt es Begriffe, bei denen ich mir nicht sicher bin, was ich mir darunter vorstellen soll.
Kann mir jemand erklären, was die Impedanz in Kopfhörern oder Lautsprechern genau ist bzw. bewirkt? Wird ja in Ohm angegeben. Also elektrischem Widerstand. Was bewirkt die Impedanz beim Ton? :freak:

Vielen Dank und LGs os :freaky:
 
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Hier findest du überwiegend Leute die sich für IT-Themen interessieren (was nicht heißt, dass es nicht auch Diskussionen zu HiFi-Themen gibt). Aber hier findest du bestimmt mehr Rat.
 
Vielen Dank!
 
In der Elektrotechnik ist die Impedanz gleichzusetzen mit dem Wechselstrom-Widerstand des Gesamtsystems. Dies bedeutet die Summe der Scheinwiderstände + ohmschen Widerstand = Z . Der Scheinwiderstand ist der Wechselstromwiderstand der Kopfhörerspule bei der Standardfrequenz von 1kHz. Bei Spulen und auch Kondensatoren besteht eine Phasenverschiebung von 90° (Strom/Spannung). Bei der Spule eilt der Strom um 90° nach, beim Kondensator eilt der Strom der angelegten Spannung voraus. Beim Schwingkreis heben sich die Schein- Blindwiderstände gegenseitig auf, in Resonanz ist also nur der ohmsche Widerstand (Kupferkabel) messbar.

Gruß Paul
 
Also misst man bei einer Wechselstromfrequenz von 1kHz den Widerstand in Ohm. Habe ich das jetzt richtig verstanden?

Kann man davon ausgehen, dass je mehr Ohm (z.B. KH), desto besserer Klang wird erzeugt?
 
Ja, die Impedanz wird üblicherweise bei 1 kHz gemessen.

Mit dem Klang hat sie aber nichts zu tun. Das ohmsche Gesetz stellt eine Beziehung zwischen Spannung und Strom her. Die Impedanz Z ist das Verhältnis von Spannung (U) zu Strom (I).

Z = U/I
 
Nein, ganz so ist es nicht. Umso geringer der widerstand, umso mehr leistung kann ein verstärker erbringen. Ein verstärker, der also bei 8 Ohm eine ausgabeleistung von 40 W hat, hat bei 4 Ohm theoretisch 80 W ausgabeleistung. In realität ist es weniger, z.B. 75 W (reale angaben eines Denon PMA 510 AE verstärkers) bei 4 ohm widerstand.

Jetzt gibt es verstärker, die sind z.B. bei 1 ohm stabil, d.h. die können geräte (lautsprecher) noch bei 1 ohm widerstand beliefern (es gibt auch geräte die schaffen weniger). Wenn dies der obere verstärker schaffen könnte, wären wir bei theoretischen 320 W ausgabeleistung. Problem dabei ist, dass dabei enorme wärme abgegeben wird d.h. die geräte müssen z.B. mit einem lüfter gekühlt werden. Des weiteren benötigt man einen gewisse Impedanz, damit "das signal für die boxen/elektronik nicht im grundrauschen untergeht". Das hat nichts mit den SNR zu tun, welcher ein deutlich größerer faktor für gute klangqualität darstellt.

Kopfhörer haben deutlich höhere Impendanzen als z.B. HiFi Lautsprecher, welche für gewöhnlich "alle" mit 4 Ohm laufen. Bei Kopfhörern sind 250 Ohm oder mehr Impendanz möglich. Oft sind es 80 Ohm oder 32 Ohm, dies hängt stark vom einsatzbereich ab. Umso höher der Widerstand des geräts, umso mehr energie muss man aufwänden um diesen zu überwinden. Wenn du einen 250 Ohm kopfhörer an einem MP3 Player betreibt, ist dieser relativ schnell leer und außerdem oft übermäßig leise, da der verstärker im MP3 Player nicht genug leistung aufbringen kann, den Widerstand gut zu überbrücken. Du benötigst bei solchen Impendanzen einen extra Verstärker (Kopfhörerverstärker) bei den Soundkarten oder Verstärkern, damit du bei hohen Impendanzen noch ordentliche lautstärken im kopfhörer ankommen.

Natürlich ist mehr Ohm nicht zwingend besser als weniger. Das beispiel mit dem MP3 Player verdeutlicht das. Außerdem ist die frage, wann man genug Ohm hat um "guten klang" zu liefern. Ein 80 Ohm Lautsprecher klingt wohl nicht hörbar schlechter, als einer mit 250 Ohm bzw. der 250er nicht hörbar besser, jedoch kann man den mit höherer Impendanz, wenn es die hardware d.h. der verstärker mitmacht, lauter ansteuern. Durch die hohe Impendanz hält der kopfhörer potentiell länger, da die spulen nicht so belastet werden müssen.

Ich hab mir sagen lassen, dass diese hochohmigen kopfhörer deshalb in den studios verwendet werden, da man viele von diesen an ein verstärker anschließen kann, ohne das die lautstärke bei den anderen kopfhörer absackt.
 
Vielen Dank für die ausführlichen Antwort(en)!

Welches Bauteil an einem LS oder KH erzeugt denn den Scheinwiderstand bzw. die Impedanz? :freak:

...und, sind 32 Ohm für den iPod Touch zu viel?
 
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:) war mir nicht sicher...

Dann heisst das, dass je höher die Impedanz, desto mehr Energie wird benötigt um die gleiche Auslenkung/Amplitude zu erreichen?
 
Nein. Das hängt auch noch von der Stärke des Magneten ab. Man kann nicht von der Impedanz auf die Lautstärke schließen.
 
Ja klar, die lautstärke wird natürlich maßgeblich von der effizienz des jeweiligen lautsprechers/kopfhörers bestimmt, was aber nicht dennoch dazu führt, dass die lautstärke bei hochohmigen kopfhöreren bei anschluss an einen MP3 Player einbricht. Zumal kopfhörer "von natur aus" deutlich effizienter sind, als reguläre lautsprecher.

In der elektrotechnik gibt es ein grundlegendes problem, wenn man sachen genau beschreiben will: alles ist voneinander abhängig. Sobald du eine kleinigkeit im system änderst, veränderst du "alles" in diesem system. Diese wechselwirkungen sind enorm. Das ist der grund, warum man selbst einfache elektrische schaltungen ohne die verwendung komplexer zahlen bestenfalls "durchprobieren" kann (bzw. graphisch clever darstellen) und ab z.B. fünf/sechs komplexe komponenten wie z.B. kondensatoren oder spulen, diese rechenarbeit nur noch ein computer übernehmen kann (ok, eine einstellige komponentenanzahl ist noch "rechenbar", wenn man einige stunden zeit hat). Aus diesen wechselwirkungen resultiert übrigens der "merksatz": "Wer misst, misst mist."
 
paul7rear schrieb:
In der Elektrotechnik ist die Impedanz gleichzusetzen mit dem Wechselstrom-Widerstand des Gesamtsystems. Dies bedeutet die Summe der Scheinwiderstände + ohmschen Widerstand = Z . Der Scheinwiderstand ist der Wechselstromwiderstand der Kopfhörerspule bei der Standardfrequenz von 1kHz. Bei Spulen und auch Kondensatoren besteht eine Phasenverschiebung von 90° (Strom/Spannung). Bei der Spule eilt der Strom um 90° nach, beim Kondensator eilt der Strom der angelegten Spannung voraus. Beim Schwingkreis heben sich die Schein- Blindwiderstände gegenseitig auf, in Resonanz ist also nur der ohmsche Widerstand (Kupferkabel) messbar.

Gruß Paul

Also heisst das, dass die Impedanz die Summe aus dem Widerstand der Bauteile und des Wechselstromwiderstandes ist. Und der Wechselstromwiderstand ergibt sich aus der Phasenverschiebung? Wenn ja, kann mir jemand diese Phasen erklären? Hat schon mal jemand versucht, "checke" es noch nicht :freak:

Danke und Gruss
 
ein Lautsprecher ist im prinzip nur eine Spule.

weißt du wie eine Spule funktioniert, dann weißt du auch wie ein Lautsprecher funktioniert.
 
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