Parâmetros de alto-falante: potência

Atualizado: 5 de Set de 2019

Dos parâmetros básicos de alto-falantes, esse é provavelmente o último que eu vou escrever sobre. E com esse último concluímos uma boa fundamentação teórica para qualquer um que queira escolher um alto-falante, caixa de som ou PA, ou que queira apenas saber mais sobre os parâmetros que aparecem no manual técnico. Se você ainda não leu os outros artigos, não se preocupe, vai ficar sempre disponível aqui no blog e você pode ler eles apenas clicando aqui.


Agora voltando à potência, esse é sem dúvida o parâmetro mais explorado comercialmente pelas empresas. Mas será que ele realmente significa alguma coisa pra gente? A resposta é nada simples, mas mesmo assim vamos tentar passar o máximo para você. Se você acha que esse artigo pode ser básico demais para o que você espera, te convido a nos dar mais uma chance. Tenho certeza que você vai aprender alguma coisa nova hoje!


Afinal, o que é potência?

A potência pode ser RMS, PMPO, musical, de pico ou instantânea e vem quase sempre acompanhada de vários zeros e números gigantes exibidos em produtos de áudio como se fosse uma verdadeira competição de quem tem mais potência. E isso é comumente utilizado porque potência nos remete à níveis de pressão sonora gigantescos e à robustez. Mas vou contar um segredinho pra vocês: a única coisa que importa pra gente é a potência RMS, todas as outras potências citadas são nomes meramente comerciais e não tem uma importância prática pra gente. E lá vai outro segredo: desconfie quando tem zeros demais sendo exibidos como potência real de um produto, as empresas não estão muito preocupadas em te dizer a verdade sobre a potência do produto que elas vendem, elas estão mais preocupadas em vender.


O termo potência RMS vem de “root mean square” que significa literalmente “potência média quadrática”. Quando nos referimos à potência RMS de um amplificador, por exemplo, estamos nos referindo ao valor médio de potência que aquele amplificador suporta oferecer à uma carga por um determinado período de tempo. Isso significa que há momentos em que a potência instantânea - aquela medida em um exato instante de tempo - pode superar a potência RMS e em outros momentos ela pode ficar abaixo, mas sempre em torno de um ponto médio ao qual chamamos de potência RMS.


O que significa potência RMS de um amplificador?

A função principal de um amplificador em um sistema de sonorização é receber um sinal analógico ou digital de nível baixo, ou seja, de potência da ordem de 0,001 W - geralmente extraído de um celular, computador ou mesa de som - e transformá-lo em um sinal de nível alto que pode chegar à ordem de 1000 W RMS. Ou seja, o amplificador de fato amplifica um sinal de baixa potência para se tornar um sinal de alta potência capaz de fazer um alto-falante reproduzir música.


Diferentes amplificadores utilizam diferentes componentes e podem ter valores de potência das mais variadas ordens. Mas uma coisa é verdade quando se trata de amplificadores: todos eles utilizam métodos muito semelhantes para definir o valor de potência que vai ser especificado em seu manual. E o que significa esse valor? Significa que aquela é a potência máxima que pode ser extraída do amplificador antes que o amplificador comece a gerar distorções audíveis. Não vamos entrar muito em detalhes neste aspecto, mas lembre-se sempre que aquela potência impressa nos manuais, embalagem ou até mesmo no produto é a potência máxima extraída dele sem que hajam muitas distorções no sinal. E uma coisa eu posso dizer pra você: distorções são terríveis para um sistema e é uma coisa que você deve evitar de qualquer maneira. Por isso tome bastante cuidado na hora de dimensionar a potência dos amplificadores.


Mas o que significa potência RMS em alto-falantes?

Se você chegou até aqui, já posso dizer que você sabe mais sobre potência do que 90% da população mundial. Mas se continuar até o fim, te garanto que você vai saber mais sobre esse assunto do que 98% da população mundial! Então vamos continuar…


Se alto-falantes não amplificam nada, então porque eles também recebem um valor de potência RMS? Será que isso é só para vender alto-falantes? Calma, mesmo que alto-falantes não trabalhem da mesma forma que um amplificador, eles precisam de um valor de potência para que o usuário possa saber qual é a potência máxima que pode ser ligada no alto-falante, caixa acústica ou caixa de som, sem queimá-lo. Isto significa literalmente que se eu fornecer mais potência do que o especificado para o meu alto-falante, ele provavelmente irá queimar - alerta de spoiler: acontece quando sai aquela fumacinha preta. E por que o alto-falante queima? A resposta está na sua capacidade de dissipar o calor gerado na bobina. Se a bobina do alto-falante atingir temperaturas muito altas, o que é uma consequência da potência aplicada nos seus terminais, o fio inevitavelmente irá queimar.


Ok, já sabemos o que é potência, mas como utilizar isso na vida real?

Você se lembra do artigo sobre sensibilidade, correto? Se você não leu, ainda dá tempo, é só clicar aqui. Pois bem, no artigo sobre sensibilidade mostramos como calcular o nível de pressão sonora que uma caixa é capaz de produzir no eixo direto e no artigo sobre resposta espacial nós mostramos como calcular os níveis de pressão sonora fora do eixo direto. Você já tem quase tudo que precisa para mapear a resposta de uma caixa em um ambiente, basta agora aprender a dimensionar o amplificador.


É recomendável que o amplificador sempre seja capaz de fornecer mais potência do que o alto-falante consegue suportar. Para ser bem preciso, é extremamente recomendável que seja o dobro. Isso significa que se você vai alimentar uma caixa cuja potência limite é 1000 W RMS, você precisa de um amplificador de no mínimo 2000 W RMS. Isso não quer dizer que você pode ligar o amplificador no máximo e esperar que nada aconteça com o alto-falante. Na verdade é bem possível que ele venha a queimar e por isso é importante ter bastante bom senso na hora de estabelecer o volume máximo do amplificador.


Agora voltando para o porquê da potência do amplificador precisar ser duas vezes maior que a da caixa: o problema está nos picos. Um sinal de música é cheio de picos e isso não é novidade para vocês. O problema é que estes picos sempre estão acima da potência RMS especificada como limite de distorção dos amplificadores. Ou seja, ao tentar tirar um sinal de música com 100 W RMS de um amplificador especificado também com 100 W RMS, os picos estarão ultrapassando os valores máximos estipulados pelo fabricante do amplificador e gerando distorções no sistema - mesmo que o valor de potência RMS seja o mesmo. Distorções estas que acabam sendo distribuídas ao alto-falante, gerando superaquecimento e uma possível queima dos componentes. Na figura 1 tem a representação de um sinal de ruído rosa onde é possível visualizar muito bem a questão dos picos de um sinal. Nesta figura a tensão RMS está bem próxima de 15 Volts RMS, enquanto que existem picos beirando os 30 Volts de tensão instantânea. O que acontece com a tensão pode ser refletido na potência, já que ambos os valores de tensão e potência são proporcionais.

Figura 1: Gráfico de um sinal de ruído rosa [1]

Um dado bem interessante levantado pelo pesquisador Homero Sette é sobre a potência necessária para reproduzir um sinal totalmente livre de distorções. Segundo ele, seria preciso um amplificador com potência de 100 W RMS para conseguir reproduzir um sinal de ruído rosa com 25 W RMS totalmente livre de distorções [1]. Percebam que é necessário um amplificador 4 vezes maior que a potência média do sinal! Claro que isso é muitas vezes inviável, já que o projeto acaba ficando caro cada vez que optamos por amplificadores maiores somente para trabalhar fora das regiões de distorção.


Concluindo o raciocínio sobre amplificadores e alto-falantes, lembre-se sempre da importância de fazer um bom dimensionamento do sistema para evitar distorções e queima dos componentes. Esse cuidado deve ser triplicado se você estiver trabalhando com níveis de potência muito altos, como acontece em shows de grande porte, já que as distorções podem se tornar ainda mais prejudiciais nestes casos.


Espero que tenhamos conseguido passar um pouco mais sobre áudio para vocês e que continuem lendo nossos posts.


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Referências:

[1] DA SILVA, Carlos Correia; SILVA, Homero Sette. Alto-Falantes e caixas acústicas, características e utilização. 1º SEMEA-Seminário de Engenharia de Áudio, Belo Horizonte, MG, Brasil, CD-ROM, p. 1-21, 2002.

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