Trở kháng là gì? Cách tính trở kháng loa chuẩn dễ hiểu

Với những người có niềm đam mê với âm thanh thì trở kháng không còn là khái niệm xa lạ vì đa số các thiết bị trong dàn âm thanh từ loa karaoke cho đến những chiếc amply đều có trở kháng. Vậy hiểu chính xác thì trở kháng là gì? trở kháng loa là gì? cách đo trở kháng loa ra làm sao. Cùng tìm hiểu thật kỹ qua bài viết dưới đây của tôi nhé! Chắc chắn sẽ không làm các bạn thất vọng đâu!

Xem thêm:

1. loa treo tường

2. loa âm trần

3. loa cột

4. loa sân khấu

5. Loa line array

Trở kháng là gì?

Trở kháng là gì?

Trở kháng được biết tới là một đại lượng vật lý đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của một mạch điện khi có một hiệu điện thế đặt vào đó. Có thể hiệu nôm na, trở kháng chính là điện trở mà ta đã từng làm quen trong môn vật lý. Trở kháng có ký hiệu là Z và đơn vị đo trở kháng là Ω (Ohm).

Tuy nhiên, bạn cũng nên hiểu rằng điện trở chỉ là một phần của trở kháng vì thực tế khái niệm trở kháng rộng hơn điện trở nhiều vì nó áp dụng trong cả dòng điện xoay chiều và dòng một chiều, chúng cũng chứa thêm thông tin về độ lệch pha.

Khái niệm trở kháng là gì chính thức được công bố lần đầu tiên bởi nhà khoa học nổi tiếng Oliver Heaviside vào tháng 7 năm 1886.

Rất nhiều khách hàng thắc mắc về trở kháng của loa nên chúng tôi cũng cung cấp luôn thông tin trở kháng của loa là gì? Hiểu một cách đơn giản thì trở kháng của loa chính là điện trở của chiếc loa đó và nó cũng sử dụng đơn vị tính là Ohm.

Công thức tính trở kháng

Công thức tính trở kháng tổng quát là: Z = R + X

Trong đó:

1. R là điện trở (hay còn gọi là điện kháng – Resistance)

2. X là điện ứng (Reactance)

Ứng với mỗi mạch điện khác nhau thì tổng trở kháng sẽ có những thay đổi khác nhau, cụ thể:

Đối với dòng điện một chiều

Khi xem xét dể tính toán, ta chỉ xét trạng thái cân bằng của mạch, đối với mạch sử dụng dòng một chiều:

1. Tụ điện sẽ có trở kháng hay điện trở rất lớn do chúng cấu tạo từ hai bản song song cách điện giống với một đoạn mạch hở.

2. Ngược lại với tụ điện, cuộng cảm lại có trở kháng rất nhỏ, gần như là không đáng kể và được phép coi chúng là một đoạn dây dẫn thông thường (các dây dẫn cũng có trở kháng nhưng vì nhỏ nên có thể bỏ qua).

3. Điện trở sẽ có giá trị đúng bằng thông số của nó, là một số thực xác định.

Như vậy khái niệm tổng quát trở kháng là gì vẫn có ý nghĩa và có thể áp dụng được cho các mạch chứa tụ điện, cuộn cảm hay điện trở thông thường.

Đối với dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều chính là dòng điện mà chúng ta sử dụng hàng ngày phục vụ cho nhu cầu sống. Khi ta tiến hành đặt một hiệu điện thế xoay chiều có hàm biến thiên điều hòa theo thời gian hoặc tổng của các hàm biến thiên điều hòa, ta có:

1. Tụ điện làm sóng sớm hơn pha π/2 so với hiệu điện thế

2. Cuộn cảm trễ pha π/2 so với hiệu điện thế

3. Điện trở không thay đổi pha của dòng điện

1. Điện trở

Điện trở sẽ có trở kháng đúng bằng giá trị của nó: ZR = R.

2.Tụ điện

Công thức tính trở kháng của tụ điện lúc này sẽ là ZC = RC + XC

Trong đó:

1. RC là điện kháng của tụ điện

2. ZC là điện ứng của tụ điện (ZC = 1/ωC, ω là pha của dòng điện xoay chiều được tính bằng công thức ω = 2πf = 2π/T; C là điện dung Capacitance của tụ điện)

3. Cuộn dây

Trở kháng của cuộng cảm lúc này là tổng điện kháng ứng với điện ứng của cuộn dây: ZL = RL + XL

Trong đó:

1. RL là điện kháng của cuộn dây

2. XL là điện ứng của cuộn dây (XL = ωL, L là điện cảm Inductance của cuộn dây)

Cách tính trở kháng của loa cụ thể

Bạn có biết vì sao loa lại cần có trở kháng và mục đích chúng ta tính trở kháng loa để làm gì không? Thực tế việc nắm bắt được cách tính trở kháng loa là vô cùng quan trọng vì nó liên quan trực tiếp tới việc lựa chọn các thiết bị kết hợp cùng loa trong các bộ dàn âm thanh.

Lấy vị dụ đơn giản thiết bị thường được phối hợp với loa nhất là chiếc amply, chúng ta cần tính trở kháng của loa để lựa chọn cho phù hợp với amply. Nếu như tổng trở kháng của loa nhỏ hơn trở kháng của amply sẽ gây ra trường hợp amply bị rè hay thậm chí gặp trục trặc cháy nổ. Việc chỉ dựa cào công suất của loa và amply là thực sự chưa đủ, bạn nên chú ý tới cả thông số trở kháng của các thiết bị này.

Cách tính trở kháng của loa cụ thể

Công thức tính trở kháng loa cụ thể như sau:

Mạch nối tiếp, tổng trở sẽ bằng các giá trị  cộng vào:

Z = Z1 + Z2 =…= Zn

Mạch song song, tính tổng trở sẽ khó khăn hơn đó là nghịch đảo các giá trị của chúng:

1/Z = 1/Z1 + 1/Z2 +…+ 1/Zn

Hiện nay thì các loa được sản xuất với các mức trở kháng loa phổ biến là 4Ω, 6Ω hoặc 8Ω. Chúng ta có thể đấu nối loa theo kiểu nối tiếp hoặc song song hoặc kết hợp cả hai tùy loại loa và mục đích sử dụng.

Kết nối loa có trở kháng thấp:

1. Loa có trở kháng thấp được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, từ những dàn âm thanh đám cưới, dàn âm thanh sự kiện cho đến những hệ thống loa hội trường, dàn karaoke gia đình đều sử dụng loại trở kháng này. Trị số trở kháng thường được dùng trong các trường hợp này là 8Ω hoặc 12Ω hay 16Ω.

2. Đối với trở kháng của loa thấp thì cần phải thiết kế sao cho tổng trở kháng vào của loa lớn hơn trở kháng ra của amply. Nếu bạn để tổng trở kháng loa thấp hơn trổng trở kháng của amply thì sẽ dẫn tới tình trạng hệt hống âm thanh hoạt động không ổn định và bộ amply không thực hiện được đúng chức năng của nó.

3. Ngoài ra, kết nối loa trở kháng thấp thường được dùng cho các loa có công suất lớn nhưng lại phải kết nối ở khoảng cách gần để loa hoạt động đảm bảo (thường nhỏ hơn 10m). Nếu khoảng cách nằm ngoài vùng cho phép, dẫy dẫn sẽ bị nóng lên rất nhanh và không thể cung cấp công suất cần thiết cho hoạt động của loa.

Kết nối loa có trở kháng cao:

1. Khác với loa trở kháng thấp, loa trở kháng cao thường được dùng trong các hệ thống âm thanh công cộng, lớn, bao phủ một không gian rộng, đòi hỏi một lượng lớn dây dẫn. Trong trường hợp này nếu dùng loa trở kháng thấp sẽ dẫn đến thất thoát năng lượng và không đủ để cung cấp cho toàn hệ thống hoạt động bình thường. Để giải quyết vấn đề này, người ta thường dùng loa có trở kháng cao.

2. Để sử dụng được loa trở kháng cao thì tất cả các loa phải có biến áp đi kèm, cũng vì vậy mà loại loa này sẽ cho phép điều chỉnh mức công suất phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau. Ngoài ra, với kết nối trở kháng cao, khi thực hiện mắc các loa theo kiểu song song sẽ rất phù hợp với thiết kế tổng loa đầu vào nhỏ hơn công suất ra của tăng âm. Ta sẽ không phải làm cách tính trở kháng loa phức tạp nữa.

Cách tính trở kháng của loa

Vậy trở kháng của loa bao nhiêu là phù hợp với dàn âm thanh

Để bảo vệ được dàn âm thanh của mình khỏi những trục trặc đáng tiếc thì bạn hãy lưu ý, dù trong bất cứ trường hợp nào cũng không được để tổng trở kháng của loa nhỏ hơn trở kháng của amply vì nó sẽ dẫn tới tình trạng cháy nổ, hỏng các thiết bị.

Ta có thể giải thích cho hiện tượng trên thông qua công thức tính công suất P=U x U/R. Trong đó U là hiệu điện thế bình thường không đổi, công suất P tỉ lệ nghịch với trở kháng, khi R càng nhỏ thì P sẽ càng lớn. Như vậy, nếu  tổng trở của loa mà nhỏ hơn tổng trở của amply thì sẽ khiến công suất của loa tăng lên, khi đạt đến ngoài giới hạn cho phép sẽ gây nên hiện tượng cháy hỏng.

Cách tính trở kháng loa phù hợp với dàn âm thanh

Theo như kinh nghiệm lựa chọn của các chuyên gia hàng đầu về âm thanh thì công suất lý tưởng của amply là gấp đôi công suất trung bình của loa. Hoặc nếu bất khả kháng khôgn thể lựa chọn được như vậy thì vẫn phải đảm bảo rằng công suất amply lớn hơn, tuyệt đối không được nhỏ hơn. Có như vậy, âm thanh phát ra mới không bị méo tiếng, trường hợp chênh lệch quá lớn thì sẽ dẫn tới cháy hỏng thiết bị.

Trên đây là toàn bộ bài viết giải đáp cho các bạn trở kháng là gì, trở kháng loa là gì cũng như hướng dẫn các bạn về công thức tính trở kháng, cách tính trở kháng của loa đơn giản. Mong rằng, bài viết của chúng tôi đã cung cấp được những kiến thức bổ ích giúp bạn hiểu hơn và chọn lựa được những thiết bị âm thanh phù hợp với bản thân. Hẹn gặp lại các bạn vào các bài chia sẻ sau nhé! Thanks and see you!