Prawo Ohma, czyli jak podłączyć wzmacniacz lampowy i kolumnę

Jeżeli jestes koncertującym gitarzystą, prawdopodobnie byłeś w sytuacji gdzie przyjechałeś jedynie ze swoim headem z nadzieją na wpięcie się w czyjąś paczkę. Być może miałeś wtedy problem ze zrozumieniem różnych impedancji w posiadanym sprzęcie dokładnie w tym momencie w którym powinieneś koncentrować się na nadchodzącym koncercie. W tym poradniku rozbiliśmy ten problem na części tak abyś już nigdy więcej nie musiał martwić się symbolem Ω w najmniej odpowiednim momencie.

Większość gitarzystów nie uważa się za ekspertów na polu nauk ścisłych. Mimo iż pewnie posiadasz ogólne pojęcie o różnych fizycznych zjawiskach czających się za każdą nutą jaką grasz, jako gitarzysta zapewne – zupełnie naturalnie – skupiasz się na samej muzyce oraz instrumencie. Żmudna nauka nie jest czymś co jest Ci niezbędne do szczęścia.

Jednak zastanów się nad tym: dzień w dzień gitarzysta korzystający z gitary elektrycznej wywołuje do tablicy kilku znanych fizyków, mimo iż może nie do końca znać wszystkie prawa jakie stworzyli ci dawno już zmarli panowie. Hertz, Ohm, Volt, Ampere – to wszystko znane nazwy występujące w słowniku każdego, chociaż trochę technicznego gitarzysty.

Warto z grubsza zaznajomić się z historiami – i teoriami – stojącymi za ich nazwiskami. Jednym ze szczególnie istotnych dla gitarzystów jest niemiec Georg Simon Ohm (1789 – 1854), który dał światu tak popularne prawo Ohma.

Niektóre wzmacniacze gitarowe posiadają kilka wyjść na kolumny gitarowe. Daje to większą swobodę w dobraniu odpowiedniego zestawu.

Zacznijmy od podstawowej zasady, którą powinieneś zapamiętać raz na całe życie: nigdy, naprawdę NIGDY nie używaj wzmacniacza lampowego bez obciążenia/kolumny.

Każdy gitarzysta który kiedykolwiek stał z kablem głośnikowym przed kolumną i zastanawiał się w którą dziurę go włożyc, bezpośrednio spotkał się ze wspomnianymi Ohmami. Są one oznaczane za pomocą greckiej literki Omega – Ω. Jest to symbol oznaczający rezystancję elektryczną i kiedy go widzisz pewnie zadajesz sobie pytania takie jak:

Dlaczego „obciążenie” – czyli głośnik – musi być podłączony?

Czy mogę używać kolumny 4 Ohm z wyjściem 16 Ohm?

Czy mogę używać dwóch kolumn z różnymi impedancjami połączonych równolegle?

Jest to kilka pytań często otrzymujemy odnośnie wzmacniaczy lampowych, więc postanowiliśmy uchylić rąbka tajemnicy odnośnie tajemniczego świata impedancji. Teoria stojąca za całością jest miejscami dosyć skomplikowana, więc postaramy się pozostać tak praktycznymi i zrozumiałymi jak to możliwe. Zakładamy kitle i zaczynamy!

Wzmacniacz mocy używany we wzmacniaczu lampowym działa na zasadzie dopasowania impedancji. W praktyce oznacza to używanie odpowiednich kolumn i wzmacniaczy. Przykładowo jeżeli podłączysz 8 omową kolumnę do 8 omowego wyjścia wzmacniacza lampowego, wewnętrzna rezystancja źródła (czyli wyjście lamp końcowych) jest dokładnie takie samo jak obciążenie (kolumna). W tym przypadku – i tylko w tym – wzmacniacz może wydobyć z siebie pełną moc w kierunku nic nie podejrzewającej publiczności. Jest to również jedyna droga aby brzmieć dokładnie tak, jak zaplanował to producent.

Unikaj łączenia kolumn 4 omowych ponieważ przeskoczysz do niebezpiecznej strefy poniżej 4 omów impedancji całkowitej

Oczywiście nic nie stoi na przeszkodzie aby odrobinę poeksperymentować co więcej, jeżeli zachowasz kilka podstawowych reguł to cały czas będziesz w bezpiecznej strefie. W niektórych przypadkach nie będziesz mógł dopasować impedancji – przykładowo możesz mieć dostępne jedynie wyjście 8 omowe, ale kolumna ma impedancję 16 Ohm. W takim przypadku nie masz wyjścia, musisz grać na niedopasowanej impedancji.

Jakie są konsekwencje takiego podłączenia: czy sprzęt zostanie uszkodzony lub czy ma to negatywny wpływ na Twoje brzmienie?

Zacznijmy od podstawowej zasady, którą powinieneś zapamiętać raz na całe życie: nigdy, naprawdę NIGDY nie używaj wzmacniacza lampowego bez obciążenia/kolumny. Jeżeli to zrobisz to w wyniku uzyskasz wysoki poziom napięcia indukowanego które może uszkodzić (lub nawet zniszczyć) transformatory wyjściowe wzmacniacza oraz lampy. Tak długo jak będziesz stosował tę zasadę to powinieneś być bezpieczny, nawet w przypadku niedopasowanego zestawu.

Jednak co dzieje się w przypadku gdy używasz różnych kombinacji impedancji? Poniżej jest kilka przykładów:

Przypadek 1: podłączanie 16 omowej kolumny do wyjścia 8 omowego

W takim przypadku napięcie na głośniku wzrośnie, podczas gdy prąd spadnie o prawie połowę. Moc spadnie, jednak prawdopodobnie nawet tego nie zauważysz. Ta konfiguracja spowoduje wzmocnienie średnich tonów w Twoim brzmieniu. Tak długo jak nie przesadzisz – stosuj zasadę nie podłączania kolumny o impedancji większej niż dwukrotność impedancji wyjścia wzmacniacza – ta metoda może być dosyć przydatna, jako że możesz efektywnie podkręcić środek w kolumnie, której tego brakuje.

Przypadek 2: podłączanie 8 omowej kolumny do wyjścia 16 omowego

Jest to sytuacja zupełnie odwrotna do przypadku 1. Napięcie znacznie spadnie, jednocześnie prąd marginalnie wzrośnie. Wpłynie to również na Twoje brzmienie, jak się pewnie domyślasz w zupełnie w drugą stronę – ilość średnich tonów spadnie. Jeżeli posiadasz kolumnę która ma za dużo środka, może to być doskonały sposób na zbilansowanie ogólnego brzmienia. Ponieważ ta kombinacja może pomóc zmniejszyć efekt samoindukcji występujący w lampach, jest generalnie bezpieczniejszy niż ten w przypadku 1. Jak daleko możesz się posunąć? Proponujemy regułę 50%: czyli przykładowo nie podłączaj kolumny o impedancji mniejszej niż 8 om do wyjścia wzmacniacza o impedancji 16 Ohm.

Przypadek 3: egzotyczna kombinacja kolumn o impedancji 16 i 8 Ohm

Prawie każdy gitarzysta kiedyś tego doświadczył: masz jedną kolumnę o impedancji 8 Ohm a drugą 16 Ohm – chcesz je podłączyć jednocześnie do wyjścia wzmacniacza. Czy to w ogóle możliwe?

Mówiąc prosto: tak! Musisz znać jedynie impedancję jaką będą miały kolumny podłączone równolegle. Jest to niezwykle proste do wyliczenia. Podstawowa zasada jest jedna: jeżeli podłączasz rezystory równolegle, rezystancja całkowita zawsze będzie mniejsza niż cząstkowa. W tym przypadku rezystancja będzie gdzieś poniżej 8 Ohm. Aby wyliczyć dokładną wartość musimy użyć następującego wzoru (który działa jedynie przy połączeniach równoległych!):

W naszym przypadku będzie to (8×16) / (8+16) = 128/24 = 5.333 Ω

Proste prawda? Nie przejmuj się, kilka razy i będziesz liczył to w głowie.

Bazując na tych wyliczeniach i wspomnianych zasadach wcześniej możesz zacząć się zastanawiać czy chcesz użyć zestawu do wyjścia 4 czy 8 Ohmowego Twojego wzmacniacza. Obie opcje są technicznie poprawne, a różnica w głośności pomiędzy kolumnami będzie mniejsza niż większości osób się wydaje. Przy okazji: unikaj łączenia kolumn 4 omowych ponieważ przeskoczysz do niebezpiecznej strefy poniżej 4 omów impedancji całkowitej (np. jeżeli podłączysz kolumny w takich kombinacjach: 4+4, 4+8, 4+16). Większość wzmacniaczy nie jest przygotowanych do pracy na tak niskich obciążeniach i może to spowodować usterkę sprzętu.

Tak jak w przypadku poprzednich wpisów – Kiedy wymieniać lampy we wzmacniaczu? – zamiana impedancji jest kolejnym ciekawym sposobem na poszukiwnie swojego brzmienia! Jeżeli zastosujesz się do kilku prostych reguł, nic złego nie powinno się wydarzyć z Twoim wzmacniaczem. W zamian dostaniesz  wiedzę przydatną w podbramkowych sytuacjach na koncertach.

Wszystkie wspomniane wcześniej kombinacje testowaliśmy wielokrotnie na żywo – czasami bardzo długo na tym samym sprzęcie. Do tej pory nie udało nam się doprowadzić wzmacniacza lampowego do punktu krytycznego, nie mówiąc o jego całkowitym spaleniu.

Artukuł jest tłumaczeniem ze strony: http://hughes-and-kettner.com/blog/ohm-cooking-101-understanding-amps-speakers-and-impedance/