アンプからスピーカーへの出力電力

質問

アンプからスピーカーへの出力電力の計算について

スピーカーへは交流電圧が印加されるため、
Po = Erms*Erms/RL

Po:アンプの出力電力
Erms:アンプの出力電圧の実効値
RL:スピーカーの公称インピーダンス

が正しい計算式でしょうか。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

公称値としての出力電力を求める計算としては正しいです。

なお、真の出力電力を求める必要があれば、
電圧波形：v(t)、電流波形：i(t)を測定して、両者を積算して、交流の周期
より十分に長い時間 Ｔに亘って平均化するような計算が必要です。
式で表すと、次のような感じです。
　　　　　　（１／Ｔ）×∫v(t)×i(t)dt

このような値を測定する測定器を、交流電力計（パワーメータ）と呼びます。

参考URLの電力計の場合、仕様書上、100kHzまでの周波数特性を謳っています
から、オーディオアンプの出力電力を計測するには、十分な特性と思います。

公称値と真の電力が異なるのは、回答(2)さんが挙げているような理由です。

(1)スピーカーのインピーダンスは、純粋の抵抗ではなく、リアクタンス成分
　が存在すること。（特に、高周波領域では顕著）
(2)印加する電圧や、流れる電流が完全な正弦波でない場合があること。

参考URL：

http://www.yokogawa.com/jp-ymi/tm/Bu/WT210/ http://www.yokogawa.co.jp/pdf/provide/J/GW/Bulletin/0000005904/0/BU7604-00.p

お礼

私の挙げた計算式と実際のスピーカーの音量に大きな違いがありました、電流、位相も考慮して計算してみたいと思います。ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

スピーカやアンプは趣味の範囲ですが、その測定方法は専門外
です。スピーカやアンプにはJIS規格があるようです。
規格の考え方を参考にすると良いのではないか?と思います。
次のURLをクリックして参考にして下さい。

<1>音響システム用スピーカ
[JISC5532]
http://www.jisc.go.jp/app/pager?id=86192

<2>オーディオ機器及びオーディオビジュアル機器－
デジタルオーディオ部－音響特性の基本測定方法－第１部：一般事項
[JISC5533-1]
http://www.jisc.go.jp/app/pager?id=86364

<3>オーディオ機器及びオーディオビジュアル機器－
デジタルオーディオ部－音響特性の基本測定方法－第２部：一般消費者用機器
[JISC5533-2]
http://www.jisc.go.jp/app/pager?id=86364

上記のURLをクリックしますと[JIS規格詳細画面]が表示されます。
直ぐ下にる[規格の閲覧]をクリックしますと、JISの内容を閲覧
できます。(閲覧:見るだけで印刷は不可です。)
記載内容が質問に合うようであれば、書店等にて規格書を購入して
下さい。

回答No.2

noname#230359

交流なので複雑です。

　　Po:アンプの出力電力
電圧と電流の位相差が無ければ式は成り立つが、そうでないこと多く
　　アンプの出力電力 ≧ スピーカの消費電力

Ermsは簡単に測れるが、電流との位相差が測れてない。

　　RL:スピーカーの公称インピーダンス
インピーダンスなので周波数に依存して変ります。
　　http://homepage3.nifty.com/w-taro/bondslab/imp2-main01.html
公称４Ωは200Hz付近だけの話で、50Hz＜　＞２ＫHzなら10Ωを超える。
25Hz付近のピークは共振点で、インピーダンスは高いが音を出す効率は良い。

更に
　　＞駆動電力の大きさによるばらつき（次頁）
　　大音量で鳴らしているときと小さな音で鳴らしているときでは、測定値に違いが出ます

従って、挙げられた式で計算したワッテージは参考値的なものです。
単一周波数は測定の場合だけ。声も、楽器音ならさらに多くの周波数成分を含む。それでもErmsは測れるが、RLが決まらず、Poの計算は覚束ない。

＜パソコンのステレオミニジャックの最大電圧＞
この回答（４）でも書いたが、音の単位はデシベルを使います。
対数なので１０Ｗから２０Ｗに上げても、例えば７０デシベルから７３デシベルになるだけ。
人間はそんな感覚で聞いてます。寝室の環境を３０デシベル。ガード下の騒音が１００デシベルとするとワッテージでは桁７つもの違いになるが、それに追従できること即ち鈍感というか、レンジが広くないと生きていけない。
　　http://proaudio.yamaha.co.jp/training/knowledge/cis/part02/02.html

なので、周波数によりインピーダンスが２倍変わろうとも、つまりワッテージが２倍になろうとも、変わったかナという程度。さらに耳の周波数特性もフラットではない。

お礼

理論計算にも限界がありますね。。実際にスピーカーの音を聞いてみて、実用にあった音量か確認したいと思います。アンプの出力がスピーカーの定格入力を超えていないか簡単に計算できる方法があれば安心して使えるのですが、難しいですね。