fbpx

מה זה RMS? או איך מחשבים את ההספק של המגבר

אחד הפרמטרים המבלבלים ביותר בבחירת המגבר הוא ההספק, אבל זהו גם אחד הפרמטרים הראשונים שנבדוק בעת בחינה של מגבר החלומות החדש.

מגוון האמירות שיש לאנשי השיווק והמכירות בנושא הספק המגבר הינו עשיר במיוחד. גם ריבוי השיטות לתיעוד ההספק במאפייני המגבר, אינו תורם להבנת המושג. למשל, רמקולים מוגברים קטנים למחשב הביתי שעל הקופסה שלהם כתוב 5,000 וואט, או מגבר מנורות גדול וכבד, עם הספק של 30 וואט.
איך זה אפשרי? מה זה ההספק ב-RMS? ועל עוד מספר שאלות הנוגעות בהספק נפרט בכתבה זו.

מצד אחד הכתבה תהיה מעט טכנית, מאידך הקוראים שלנו כבר הספיקו לקרוא על על צלילים, תדרים ורגישות האוזניים שלנו, ולמה צריכים הגברה, לכן ממש לא תהיה לכם בעיה בכניסה לנושא הזרם וההספק.

בעיות במדידת ההספק

מספר פרמטרים מתוך המפרט הטכני של המגבר ניתנים למדידה, למשל את המתח נוכל למדוד בוולטמטר, את הזרם נוכל למדוד באמפרמטר, אפילו את ההתנגדות ניתן למדוד בעזרת מד ההתנגדות. לעומת זאת את ההספק (הוואטים) מאתגר יותר למדוד, מכיוון שאחד הפרמטרים בנוסחה למדידת ההספק, הוא ההתנגדות של הרמקולים. מצד שני בעזרת נוסחה מאוד פשוטה, כן נוכל לחשב את ההספק.

קיימים בשוק מספר רכיבים המראים את ההספק על צג בזמן אמת. על מנת שהם יוכלו לעשות זאת, יש להזין להם ידנית את ערך ההתנגדות של הרמקולים (4 אוהם, 8 אוהם וכו'), רק אז המכשיר ידע להציג את ערכו של ההספק. מכשירים אחרים, מראים את ההספק מתוך הנחה שערכה של ההתנגדות היא X אוהם (כמובן שאז הערך לא יהיה נכון במידה וההתנגדות בפועל שונה).

Realistic APM-200

בואו נסתכל על הנוסחה למדידת ההספק:

הספק (וואט) = מתח בריבוע (וולט)  / ההתנגדות (אוהם)

Power = (Voltage*Voltage) / Resistance

דוגמא לשימוש בנוסחה

נניח יש לנו מגבר שמחובר לרמקול עם התנגדות של 8 אוהם. נפעיל את המגבר. נחבר וולטמטר ליציאה של הרמקולים ולצורך הדוגמה נראה על הצג של וולטמטר  12 וולט. בואו נציב את הערכים בנוסחה: 

Power = (12v*12v) / 8ohm = 144 / 8 = 18W

מה קורה בזרם חילופין?

בארצנו הזרם שמסופק ע״ חברת החשמל הוא זרם חילופין (וטוב שכך, אחרת היינו יכולים לשרוף לא מעט ציוד ע״י חיבור פלוס למינוס ולהיפך), זהו בעצם זרם שהופך את כיוונו באופן מחזורי.

כך נראה גל בזרם חילופי, כאשר ציר ה x זה הזמן, וציר ה y מציין את הפלוס והמינוס של הזרם.

הגל בשרטוט הולך למעלה – לאזור של הפלוס ולאחר מכן, למטה – לאזור של המינוס. 

RMS – Root Mean Square

RMS מחושב ע״י נוסחה מתמטית. בלי להיכנס לחישובים מסובכים, נגיד שמדובר על מדד של זרם אפקטיבי, והוא 70.7% מהגבול העליון של הזרם. אם אתם רוצים להעמיק ולהיכנס לחישובי הנוסחה המתמטית, אתם מוזמנים לעיין בויקיפדיה.

נחזור לדוגמה שלנו מתחילת הכתבה, ראינו שהוולטמטר מציג 12 וולט, עכשיו אנחנו יודעים שזהו מתח אפקטיבי, והשיא של הגל יהיה 17 -/+ וולט.

מגבר של פישר עם תצוגת וואטים, עבור 8 אוהם

איך זה קשור למגבר?

אחרי שראינו מה זה RMS, בואו נחשב את ההספק של המגבר. בחישוב ההספק של המגבר נכנס פרמטר נוסף, ההתנגדות של הרמקולים.

בדוגמא מקודם ראינו שהערך המקסימאלי של גל המתח הינו: 17 וולט, נציב זאת בנוסחה לחישוב ההספק:

Power = (17v*17v) / 8ohm = 289 / 8 = 36W

מהנוסחה קיבלנו את הערך העליון של ההספק 36w עבור ההתנגדות של 8 אוהם.

הספק ממוצע רציף – Average Continuous Power

מדובר על ערך העבודה האופטימלי עבור המגבר לאורך זמן, והוא חצי מהערך המקסימלי של גל ההספק.

למרות שראינו שה RMS הוא 70.7 אחוז והוא שונה מחצי של המתח המקסימלי, במפרטים טכניים, הרבה פעמים ירשמו את הערך גם כהספק RMS, כאשר הכוונה היא לערך ממוצע רציף.

הספק מקסימלי – Peak Power

הרבה פעמים יהיה יותר שיווקי לציין את הערך המקסימלי של ההספק, לדוגמה 72 וואט, נראה יותר מרשים מ 36 וואט, אך מדובר על נתון שהמגבר מגיע עליו רק בפיקים של המתח ואינו יכול לעבוד בו לאורך זמן. שמות נוספים של הערך הזה יכולים להיות ״הספק דינאמי״, ״הספק מיידי״, ועוד…

גרף המתאר את חישוב ההספק

הגל הכתום – תנודתיות של גל ההספק – במקסימום 72 וואט – אינו יורד מתחת לאפס

הקו הכתום – 36 וואט – הספק ממוצע רציף – יצויין במפרט הטכני גם כ RMS

הגל הכחול – 24 -/+ וולט – מתח

הקו הכחול – 17 וולט, ה RMS של המתח

אפשר להיעזר במחשבון לחישוב ההספק והמתח.

Peak Music Power Output, Peak Music Power –  PMPO

מדובר על נתון שיווקי, בדרך כלל אפשר לפגוש אותו במגברי רמקולים למחשב, שלדעתי מחושב ע״י הספק מקסימלי, כפול מספר ערוצים וכפול ערך ה"מגניבות", שאנשי השיווק המציאו.

5,000 וואט

סיכום

כאשר נבחר את מגבר החלומות הבא שלנו, ההספק – הוא אחד הפרמטרים החשובים שצריך להתייחס אליו. בכתבה ראינו שהכי נכון להתייחס להספק ממוצע רציף, לרוב יהיה מסומן כ RMS, וזה מכיוון שזהו הערך שבו ההספק של המגבר יכול להיות אופטימלי לעבודה רציפה לאורך זמן.

ההספק הוא פרמטר חשוב, אך לא היחיד בממלכת הפקת הצלילים. בכתבות הקודמות התייחסנו ל damping factor , THD, SNR ובכתבות ההבאות נתייחס לעוד מאפיינים שצריכים להתייחס אליהם בעת בחינת מאפייני המגבר.

כתיבת תגובה