Comment connaître l'impédance d'un haut-parleur et comprendre ses ohms

Nous tenons pour acquis que certaines chaînes stéréo et amplificateurs ont besoin de haut-parleurs de 2, 4 ou 8 ohms pour fonctionner correctement. Mais qu'est-ce que l'impédance des enceintes ?

Et comment pouvez-vous déterminer l'impédance d'un haut-parleur si elle n'est pas sur le haut-parleur ou si vous ne la trouvez pas ?

Bonne nouvelle - ce n'est pas si difficile ! Dans cet article utile, j'expliquerai comment fonctionne l'impédance des haut-parleurs, comment mesurer l'impédance des haut-parleurs (Ohms) et bien plus encore.

Il existe également un tableau pratique des Ohms des haut-parleurs pour vous aider à identifier l'impédance de votre haut-parleur à connaître avec certitude.

Comment connaître l'impédance d'un haut-parleur

Passons en revue les idées principales avant d'entrer dans les détails à mesure que j'aborde chaque sujet davantage.

Comment trouver l'impédance d'un haut-parleur

• Si la cote Ohm (impédance) n'est pas disponible sur le haut-parleur, vous devez mesurer l'impédance d'un haut-parleur à l'aide d'un multimètre réglé sur la fonction Ohms (résistance). Cela donnera la résistance de la bobine mobile qui vous permettra de déterminer la catégorie d'impédance du haut-parleur. (voir ci-dessous pour plus de détails)
• L'impédance d'un haut-parleur est généralement indiquée sur l'aimant du haut-parleur, l'emballage et/ou la boîte et les spécifications. Ce n'est pas toujours le cas, car cela dépend du fabricant et du modèle.
• L'impédance totale change avec la fréquence, car les haut-parleurs n'agissent pas comme des résistances, mais ont plutôt une inductance qui s'oppose au flux de courant lorsque la fréquence du signal audio augmente. Vous pouvez calculer l'impédance en fonction des formules incluses ici. Remarque : vous n'en aurez pas besoin uniquement pour déterminer la plage d'impédance générale de vos enceintes.

Pour faire court, si votre haut-parleur n'a pas l'impédance répertoriée nulle part ou si vous ne trouvez pas les spécifications du fabricant, la meilleure chose à faire est de la mesurer. De cette façon, vous pouvez être sûr à 100 % et éviter les problèmes avec votre chaîne stéréo, votre amplificateur et vos filtres.

Vous certainement ne voulez pas utiliser un haut-parleur avec une impédance plus faible que prévu car il est possible d'endommager votre chaîne stéréo ou votre amplificateur de façon permanente !

Qu'est-ce que l'impédance des enceintes ? (Les cotes Ohm des haut-parleurs sont expliquées)

L'impédance du haut-parleur, mesurée en Ohms, est la résistance totale de la bobine acoustique au flux de courant électrique lorsqu'elle fonctionne avec un signal musical.

Contrairement aux conducteurs électriques standard, l'enroulement du fil de la bobine mobile forme une boucle qui possède une propriété électrique appelée inductance. L'inductance est différente de la résistance car elle change lorsque la fréquence change. C'est ce qu'on appelle la réactance inductive.

Comment fonctionne l'impédance des enceintes ?

Des champs magnétiques sont créés lorsque le courant circule dans la bobine de fil étroitement enroulée. Ces champs ont une opposition (résistance, aussi appelée réactance ) au courant circulant dans le fil de la bobine. (De même, de nombreux autres composants électriques comme les moteurs en sont également équipés).

En raison du fonctionnement de l'inductance et de la physique impliquée, l'"impédance" (résistance totale) du haut-parleur n'est pas une simple addition de la résistance et de la réactance inductive ensemble.

Au lieu de cela, l'impédance du haut-parleur est trouvée à partir de la somme algébrique (la racine carrée de la somme des carrés) de la résistance du fil de la bobine et de la réactance inductive.

La réactance inductive est communément écrite comme "Xl", prononcée "X sub L" et est mesurée en unités d'Ohms, tout comme la résistance. L'inductance est mesurée à l'aide d'une unité appelée "Henrie" et généralement notée par un "H":"uH" pour microHenries, "mH" pour milliHendries, etc.

Comment calculer l'impédance des enceintes

Si vous êtes un mathématicien, vous pouvez voir ici comment l'impédance des haut-parleurs est calculée. Comme je l'ai mentionné, c'est la somme géométrique de la résistance dans l'enroulement du fil de cuivre vocal et de la réactance inductive à une fréquence donnée.

La chose la plus importante à comprendre à propos de l'impédance des haut-parleurs est la suivante :

• L'impédance du haut-parleur est toujours égale ou supérieure à la résistance du fil de la bobine acoustique. Vous pouvez mesurer cela avec un ohmmètre.
• Le nombre d'impédance sur un haut-parleur est une indication générale de compatibilité, pas exactement ce que mesure le haut-parleur.
• L'impédance change légèrement (augmente) à mesure que la fréquence jouée augmente.

En fait, si vous deviez utiliser un compteur de test pour mesurer les Ohms (impédance) de la bobine acoustique sur un haut-parleur, vous trouveriez une lecture d'environ 3,2 à 3,6 ohms environ pour un haut-parleur de 4 ohms et 6 ohms ou supérieur pour un haut-parleur de 8 ohms.

Exemple de calcul de l'impédance d'un haut-parleur

Prenons un exemple. Nous utiliserons un exemple de haut-parleur et des spécifications du monde réel, puis ferons le calcul.

Exemples de paramètres à utiliser à partir d'un vrai haut-parleur pour la résistance de la bobine acoustique (Re) et l'inductance de l'enroulement (Le).

Exemple de calcul de l'impédance du haut-parleur en utilisant 1 kHz comme fréquence :

1. Calculez la réactance inductive :
   Xl =2*Pi*Le*fréquence :2*3.14159*.000280*1,000 =1.759 Ohms (Ω)
2. Trouvez l'impédance totale (représentée par "Z") : Trouver la racine carrée de la somme des carrés de Re et XL :
   Z =√[ ( (3.0)^2 + (1.759)^2 ] =3.142 Ohms (Ω)

Par conséquent, pour notre exemple de haut-parleur, l'impédance totale à 1 kHz est de 3,142 Ω, seulement un peu plus élevée que la propre résistance de la bobine mobile.

En effet, (1) la plupart des haut-parleurs ont une très petite inductance et (2) les haut-parleurs fonctionnent dans la plage audio et pas plus de 20 kHz, ce qui signifie que la réactance inductive sera limitée.

Impédance du haut-parleur due à la fréquence de résonance

Cela ne veut pas dire que les orateurs jamais ont une impédance élevée. En fait, à leur fréquence de résonance où ils se comportent différemment, l'impédance peut être ÉNORME ! En fait, jusqu'à 50 ohms. Cependant, c'est un sujet distinct.

(Remarque :comme vous le voyez dans les spécifications de l'exemple d'enceinte, le paramètre "Fs" nous indique que la fréquence de résonance de 84,8 Hz correspond à l'endroit où cela se produit pour cette enceinte particulière)

Comment mesurer l'impédance d'un haut-parleur

Sur cette image, vous pouvez voir un exemple de la façon de mesurer l'impédance d'un haut-parleur à l'aide d'un ohmmètre ou de tout testeur standard réglé pour mesurer la résistance en ohms. Pour ce faire, réglez-le sur la plage la plus basse qui mesure les unités de 1, 0-10, 0-20 ou la plage automatique et le compteur le mesurera en conséquence. Maintenez fermement les fils de la sonde de test contre le métal propre sur les bornes du haut-parleur avec le fil du haut-parleur retiré.

Pour mesurer l'impédance d'un haut-parleur, vous aurez besoin d'un multimètre (mètre de test avec plusieurs fonctions) ou d'un ohmmètre (résistance) dédié.

Utilisez les étapes suivantes :

1. Allumez le compteur et réglez-le pour mesurer les Ohms sur la plage la plus basse. Il s'agit souvent de la plage x1, de 0 à 10, de 0 à 20 ou d'un réglage de plage automatique.
2. Déconnectez un ou les deux fils d'enceinte de l'enceinte pour éviter une lecture erronée due à une autre résistance qui peut y être connectée.
3. Tenez fermement les sondes contre les bornes des haut-parleurs sur un point métallique propre et nu. Le compteur devrait rapidement se stabiliser à une lecture. Le compteur affichera la résistance de la bobine acoustique à l'intérieur du haut-parleur.
4. Utilisez la valeur mesurée pour déterminer l'impédance approximative la plus proche de l'enceinte (voir mon tableau ci-dessous pour obtenir de l'aide).
5. Pour les haut-parleurs à l'intérieur d'une armoire ou d'un boîtier tels que des haut-parleurs à 2 voies, des croisements peuvent être utilisés et ceux-ci peuvent interférer avec cette lecture à quelques exceptions près. Cependant, dans de nombreux cas, vous mesurez toujours assez bien la résistance d'un woofer.

La chose importante à garder à l'esprit est que vous ne mesurerez pas exactement 4 ohms, 8 ohms, etc. Les haut-parleurs reçoivent une impédance nominale à des fins stéréo qui est approximative - ou proche - de ce que vous mesurerez avec un multimètre.

Remarque : Les haut-parleurs comme les tweeters avec un condensateur connecté en ligne avec eux agiront comme un circuit ouvert et interféreront avec votre mesure.

Voir mes notes ci-dessous pour savoir comment les mesurer correctement.

Sélectionner la bonne plage de résistance (Ohm) pour les haut-parleurs

Vous trouverez ci-dessous quelques exemples de paramètres de plage de résistance de compteurs de test à utiliser pour des compteurs de test typiques.

Comme je l'ai mentionné plus tôt, il est important d'utiliser la plage de résistance correcte sur votre compteur lors de la mesure de l'impédance des haut-parleurs. En effet, un mauvais réglage peut ne rien afficher ou vous donner la fausse idée que le haut-parleur est peut-être grillé alors que ce n'est pas le cas.

Si vous n'êtes pas sûr, consultez le manuel du testeur. De nombreux compteurs numériques modernes ont souvent un réglage automatique qui s'ajustera automatiquement à la mesure d'Ohm qu'il détecte et affichera la lecture et les décimales en conséquence. D'autres compteurs nécessitent que vous sélectionniez manuellement la plage correcte.

En règle générale, utilisez la plage la plus basse qui inclut 0-10 ohms (ou similaire) puis montez si nécessaire.

Cela ne devrait presque jamais se produire - mais dans le cas d'une mauvaise connexion, d'un haut-parleur soufflé (ou presque soufflé), des choses étranges peuvent se produire et vous pourriez obtenir une lecture bien en dehors de l'impédance normale du haut-parleur.

D'après mon expérience, cependant, c'est très rare.

Une fois que vous avez votre mesure, utilisez mon tableau d'impédance de haut-parleur pour trouver la prochaine valeur d'impédance de haut-parleur la plus proche répertoriée.

Comment mesurer l'impédance des enceintes lorsqu'il y a un crossover

Les tweeters sont l'un des types d'enceintes les plus courants avec un crossover. Pour mesurer l'impédance des haut-parleurs sur eux, vous devrez placer les sondes du compteur de test autour du croisement du condensateur. Sinon, la lecture sera un circuit ouvert ou bien trop élevée.

Mesurer l'impédance des haut-parleurs lorsque des croisements sont utilisés est un peu problématique. C'est parce que les condensateurs, qui sont généralement sur les tweeters en tant que filtre passe-haut, agissent comme un circuit ouvert lors de la mesure de la résistance.

Évidemment, c'est un problème car vous n'obtiendrez jamais une lecture correcte si vous utilisez les cordons de test sur le câblage des haut-parleurs.

Pour éviter cela, vous voudrez mesurer autour le condensateur, s'il est utilisé, qui se trouve normalement sur la borne positive du haut-parleur. Vous devriez alors pouvoir obtenir une lecture correcte.

Pour les haut-parleurs à 2 voies, dans de nombreux cas, aucun crossover n'est utilisé sur le woofer. Dans certains cas, il y a un inducteur en série avec lui. La bonne nouvelle est que la lecture directe de la résistance à travers un haut-parleur et une inductance ne fait pas beaucoup de différence - les inductances ont un minuscule valeur de résistance. En fait, ils sont généralement en milliOhms (millièmes d'Ohm), ce qui n'est presque rien.

Pour les croisements à 2 voies, la même chose s'applique également. En suivant le schéma ci-dessus, votre principale préoccupation est d'éviter de mesurer à travers les condensateurs.

Exemple de tableau d'impédance de haut-parleur (à utiliser avec les mesures de haut-parleur)

Un haut-parleur de 8 ohms, dans le monde réel, aura une mesure de résistance inférieure à sa cote de 8 ohms. C'est normal et c'est dû à la façon dont l'enceinte est fabriquée. Les haut-parleurs n'ont pas de valeurs d'impédance exactes, mais tomberont plutôt dans une plage générale proche de leur note. Vous pouvez utiliser cette plage pour identifier leur impédance si vous ne la connaissez pas.

Pour utiliser ce tableau, prenez la mesure de résistance du haut-parleur que vous avez obtenue dans les instructions précédentes et utilisez-la pour la comparer aux mesures ici. Vous verrez que votre haut-parleur devrait correspondre aux normes d'impédance des haut-parleurs couramment vendues.

Tableau de mesure de l'impédance des enceintes

Plage de mesure des haut-parleurs*	Indice d'impédance des enceintes
3,1-4,0 ohms	4 ohms
6,0-8 ohms	8 ohms
1,2-2 ohms	2 ohms
4,0-6 ohms	6 ohms
0,5-1,0 ohm	1 ohm**
12-16 ohms	16 ohms**

*(Il s'agit d'une plage approximative et devrait couvrir presque tous les haut-parleurs mais peut varier légèrement)
**(1 ohm est rare mais peut être trouvé dans certains produits stéréo de voiture tels que les systèmes amplifiés haut de gamme Bose. Des haut-parleurs de 16 ohms peuvent parfois être utilisé pour la maison ou d'autres systèmes de haut-parleurs, mais ne sont pas très courants)

Que se passe-t-il si l'impédance de mes enceintes est trop faible ou trop élevée ?

Ce graphique montre ce qui se passe lorsqu'un haut-parleur à impédance plus élevée est utilisé avec un amplificateur ou une chaîne stéréo conçu pour un haut-parleur à impédance plus faible. Comme le montre cet exemple, l'utilisation d'un haut-parleur de 8 ohms à la place de ceux de 4 ohms signifie qu'il développera la moitié de la puissance et, par conséquent, un volume inférieur à celui d'un haut-parleur de 4 ohms.

L'utilisation d'un haut-parleur qui n'est pas adapté à la chaîne stéréo ou à l'amplificateur pour lequel il est conçu peut avoir des effets relativement mineurs, voire horribles – résultats selon le cas dont on parle :

• L'utilisation d'un haut-parleur à impédance plus élevée n'endommagera pas l'équipement. Le résultat sera une puissance développée plus faible et donc un volume possible plus faible. Cependant, vous pouvez également introduire des problèmes avec les croisements d'enceintes.
• L'utilisation d'un haut-parleur d'impédance inférieure à celle spécifiée entraînera une chaleur extrême des radios ou des amplis, voire des dommages permanents car la sortie actuelle sera bien supérieure à ce pour quoi elle a été conçue.

Par exemple, si vous deviez utiliser des haut-parleurs de 8 ohms à la place de haut-parleurs stéréo de voiture de 4 ohms, vous n'endommagerez rien, car moins de courant circulera vers le haut-parleur. Le problème sera (même si cela fonctionnera bien, sinon) que la puissance totale disponible sera la moitié de celle d'un haut-parleur de 4 ohms.

Loi d'Ohm et puissance des haut-parleurs

Une radio ou un amplificateur est conçu pour émettre un certain niveau de tension pour un volume donné. Ainsi, les haut-parleurs à impédance plus élevée n'auront pas la même puissance disponible au même niveau de volume. En effet, la puissance d'un haut-parleur dépend de la tension disponible.

Par les formules électriques appelées loi d'Ohm, P (puissance, en Watts) =Tension^2/R (haut-parleur Ohms)

Pour un faible volume (sortie 2V d'un amplificateur), un haut-parleur de 4 ohms aurait 1W de puissance disponible. Un haut-parleur de 8 ohms, cependant, n'aurait que 1/2W. Cela signifie que pour le même volume d'amplificateur ou de radio, des haut-parleurs à impédance plus élevée ne peuvent pas produire le même volume.

Comment l'impédance des enceintes affecte-t-elle le son ?

L'utilisation d'une mauvaise impédance d'enceinte peut affecter le son de plusieurs manières :

• Si vous mélangez et assortissez des tweeters de 4 ohms avec des woofers de 8 ohms, par exemple, ils seront incompatibles et à un moment donné, ils ne sonneront pas correctement à mesure que la puissance augmente, car leurs niveaux de volume ne seront pas les mêmes.
• L'utilisation d'une mauvaise impédance de haut-parleur avec des croisements de haut-parleurs peut avoir un impact très important sur la fréquence de croisement (elle sera beaucoup décalée) et affectera considérablement la sortie sonore. Vos haut-parleurs ne sonneront pas correctement, peuvent avoir beaucoup plus de distorsion et seront généralement beaucoup moins agréables à écouter.

Qu'advient-il d'un autoradio si un haut-parleur a une impédance inférieure à celle pour laquelle l'autoradio est conçu ?

Utiliser un haut-parleur d'impédance inférieure à celle pour laquelle votre chaîne stéréo ou votre amplificateur est conçu est une très mauvaise idée et ne devrait jamais être fait ! C'est parce qu'il n'est pas conçu pour gérer la quantité excessive de courant qu'il devra fournir grâce à la résistance réduite de l'impédance inférieure du haut-parleur.

Si vous avez de la chance, l'appareil passera en "mode de protection" dans lequel il s'éteindra jusqu'à ce que la condition soit supprimée et qu'il puisse fonctionner en toute sécurité. Cependant, d'après mon expérience, de nombreux appareils électroniques deviennent extrêmement chauds et peuvent brûler leurs transistors de sortie, ce qui signifie qu'ils sont définitivement endommagés.

Ne vous y risquez pas ! Vérifiez toujours l'indice Ohm minimum de votre équipement et assurez-vous de le suivre. Jamais supposons que l'ampli, la radio ou le récepteur, etc., sera en mesure de se protéger contre les dommages.

Impédance des haut-parleurs et croisements :oui, c'est important !

Les crossovers sont conçus pour une impédance de haut-parleur spécifique. Changer l'impédance des haut-parleurs signifie que vous modifiez leur fonctionnement et que vous modifiez la fréquence de croisement, ce qui produit un son moins bon et peut ajouter une distorsion qui n'existait pas auparavant.

Lorsque vous utilisez des croisements d'enceintes, il est vraiment important de comprendre que vous ne pouvez pas modifier la charge des enceintes (impédance des enceintes qu'ils voient connectées) car les résultats ne seront pas bons.

Changer un haut-parleur de 4 ohms en un de 8 ohms, ou vice versa, aura un énorme impact sur le son car la fréquence de coupure du crossover changera considérablement car elle dépend de manière critique de la charge du haut-parleur utilisé.

En règle générale :

• Doubler l'impédance du haut-parleur réduira de moitié (diminue) la fréquence de croisement.
• Réduire de moitié l'impédance du haut-parleur double (augmente) la fréquence de coupure.

Pour les tweeters, l'augmentation de l'impédance du tweeter signifie que vous autoriserez plus de basses et de médiums, ce qui entraînera un son médiocre car les tweeters ne peuvent pas produire ces gammes. Pour les woofers, cela signifie introduire des médiums ou des aigus de mauvaise qualité auxquels ils ne sont pas adaptés.

Dans les deux cas, rappelez-vous simplement que la fréquence de croisement change de manière inversement proportionnelle à la charge du haut-parleur que vous avez augmentée ou diminuée.

Remarque : Lors de la réduction du volume du tweeter, l'utilisation d'un L-pad ou d'un réseau de résistances L-pad correctement conçu maintiendra correctement la charge du haut-parleur que le crossover voit afin qu'il n'affecte pas le son.

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