Ohms lov betyder noget når du bygger højttalere

Ohms lov:

Læs med her. Det er faktisk ret nemt.

Ohms lov formler bruges i alle mulige sammenhænge i el-teknik og alt elektronik – alt fra små kredsløb til store installationer.

Ohms lov er en såkaldt fysisk lov som sidestilles med andre naturlove. Det betyder at vi som mennesker kun kan anvende dem, men ikke ændre dem.

Du vil længere nede i denne tekst se eksempler på hvordan du bruger Ohms lov til højttaler selvbyg.

Ohms lov i sig selv er en ret simpel grundlæggende lov i elektricitetslære og siger:

U = R · I
hvor:
U er spændingen i volt (V)
R er modstanden i ohm (Ω)
I er strømmen i ampere (A)

Ohms lov består samlet af 12 læresætninger.

Når man taler om “Ohms lovs 12 læresætninger”, så henviser man typisk til en systematisk opstilling af de forskellige måder, man kan regne på sammenhængene mellem effekt Watt (P), spænding (U), strøm (I) og modstand (R). Der er 4 størrelser, og man kan udlede 12 formler ud fra sammenhængene mellem dem.

Her er de opdelt i grupper, alt efter hvad man vil finde:

Hvis man vil finde effekt (P): Watt.

P = U · I

P = I² · R

P = U² / R

Hvis man vil finde spænding (U): Volt

U = R · I

U = P / I

U = √(P · R)

Hvis man vil finde strøm (I): Ampere

I = U / R

I = P / U

I = √(P / R)

Hvis man vil finde modstand (R): Modstand ”Ohm”

R = U / I

R = U² / P

R = P / I²

 

Når du bygger dine egne højttalere (DIY-højttalere), er ohms lov et vigtigt værktøj til at sikre, at højttalersystemet fungerer korrekt og sikkert sammen med din forstærker. Her er en beskrivelse af, hvordan man kan anvende ohms lov i højttaler-selvbyg:

Når du kobler flere højttalerenheder sammen ændrer det den samlede impedans (modstand), som din forstærker ser. Det er super vigtigt at regne korrekt, så du ikke overbelaster forstærkeren eller mister effektivitet.

Her er en oversigt med forklaringer og eksempler

 

Serieforbindelse

Formel:

Rtotal = R1 + R2

Hver højttaler tilføjer sin impedans til den samlede værdi.

Eksempel:

  • 2 højttalere, hver på 4 ohm.

  • Serieforbundet:

Rtotal ​= 4 + 4 = 8Ω

Fordele:

  • Simpel.

  • Øger den samlede impedans (mindre belastning på forstærker).

Ulemper:

  • Deler strømmen = lavere effekt pr. højttaler.

  • Hvis én højttaler går i stykker, går hele kredsløbet i stykker.

Parallelforbindelse

Formel:

1Rtotal = 1R1 + 1R2 +

Ved samme impedans på alle enheder:

Rtotal​ = R​ divideret med n    ( hvor n = antal højttalere )

Eksempel:

  • 2 højttalere, hver på 8 ohm.

  • Parallelforbundet:

R divideret med n =  4Ω

Fordele:

  • Højere effekt pr. højttaler.

  • Hvis én enhed går i stykker, spiller de andre videre.

Ulemper:

  • Lavere samlet impedans → Risiko for overbelastning af forstærker.

Serie-parallel kombination

Hvis du har mange højttalere, kan du kombinere serie og parallel for at få en ønsket samlet impedans.

Eksempel:

  • 4 højttalere á 4 ohm.

  • Koblet 2 og 2 i serie: (4 + 4 = 8 ohm).

  • Derefter de 2 seriekoblinger i parallel:  ( 8 divideret med 2 )

Resultat: Samlet impedans på 4 ohm – bedre tilpasning til mange forstærkere.

 

Ohms lov har også stor betydning for hvordan et delefilter skal beregnes

Ohms lov er helt central, når man beregner og designer delefiltre til højttalere, fordi den beskriver forholdet mellem spænding (V), strøm (I) og modstand (R):

Når du arbejder med delefiltre (crossover-netværk), handler det ofte om at styre hvilke frekvenser, der sendes til forskellige højttalerelementer (f.eks. diskant, mellemtone og bas). Det gøres typisk med passive komponenter som modstande (R), kondensatorer (C) og spoler (L).

Modstand (R)

Bruges i delefiltre til at dæmpe signalet eller justere niveauet på f.eks. diskanten.

Kondensator (C) – Højpasfilter

Kondensatorer lader høje frekvenser passere og blokerer lave. Bruges ofte til diskanten.

Spole (L) – Lavpasfilter

Spoler lader lave frekvenser passere og blokerer høje. Bruges typisk til bas/mellemtone.

Grundlæggende filtertyper og beregninger

1. Ordens filtre (6 dB/oktav)

Højpasfilter (til diskant)

Består af en kondensator i serie

Blokerer lave frekvenser

Formel:

C = 1 / (2 × π × f × R)

Lavpasfilter (til bas)

Består af en spole i serie

Blokerer høje frekvenser

Formel:

L = R / (2 × π × f)

 

Her er:

f = delefrekvens (Hz)

R = højttalerens impedans (Ω)

C = kapacitans (Farad)

L = induktans (Henry)

Eksempel:

Du har en diskant med impedans på 8 ohm, og du vil dele ved 3.000 Hz.

Beregn kondensator til højpasfilter:

C = 1 / (2 × π × 3000 × 8)


C ≈ 6,63 µF

Du skal altså bruge en kondensator på 6,8 µF (nærmeste standardværdi) i serie med diskanten.

Avancerede filtre

Man kan også bygge 2.- eller 3. og 4 ordens filtre med flere komponenter for stejlere dæmpning (12 dB, 18 og 24 dB/oktav osv.). Her bruger man kombinationer af spoler og kondensatorer i serie og parallel, og det kræver lidt mere beregningskraft eller software (som XSim eller VituixCAD).

Tips til delefilterdesign

Brug komponenter af god kvalitet (især til diskant)

Husk, at højttalerenhedens egne egenskaber (resonans, impedanskurve) påvirker filterets virkning

Brug simuleringssoftware, hvis muligt – det er svært at lave et perfekt filter “i hånden”

Målning med mikrofon (f.eks. REW software) kan hjælpe meget i den sidste finjustering

Opsummering

Ohms lov hjælper dig med at forstå forholdet mellem spænding, strøm og impedans

Delfiltre bruges til at sende de rigtige frekvenser til hver højttalerenhed

Simpel beregning kræver kun delefrekvens og højttalerens impedans

Brug standardformler til kondensator (højpas) og spole (lavpas)

For mere præcise filtre brug simuleringsværktøjer (som XSim eller VituixCAD). og mål eventuelt på dit system med rigtig måleudstyr.

Ohms lov blev opdaget ved observationer, eksperimenter og matematiske beviser. Det hele blev ikke opdaget på en gang, men blev observeret af flere forskellige forskere som så sammen kunne drage konklusioner om naturlovens sammenhæng.