Мощность усилителя и сопротивление нагрузки

Способность усилителя создавать сигнал определенной мощности характеризуется величиной тока, который усилитель может создать в подключенной к нему нагрузке. Для того, чтобы не привязываться к численному значению этого тока, для характеристики мощности усилителей используют комплексный параметр среднеквадратичной мощности, создаваемой усилителем в нагрузке, имеющей определённое сопротивление. 5*гот параметр является единственной характеристикой усилителей, позволяющей точно сравнивать между собой мощности различных типов усилителей. Так как далеко не каждый потребитель усилительной техники имеет точное представление о процедуре измерения мощности усилителя, различные производители приводят в технических описаниях усилителей такие значения выходной мощности, которые наблюдаются только при соблюдении определенных условий, характерных для данного типа усилителя. Эти условия обычно подбираются так, чтобы численное значение выходной мощности усилителя было максимальным. Сравнить мощности усилителей по этим параметрам достаточно сложно, так как для этого необходимо полностью учесть все факторы процедуры измерения. В связи с различными условиями измерения различают номинальную мощность, максимальную мощность, пиковую и мгновенную мощности, музыкальную мощность, мгновенную пиковую музыкальную мощность и т.п. Все эти параметры мощности характеризуют работу усилителей с самых разнообразных сторон, однако реально мощность усилителя можно оценить только по параметру среднеквадратичной мощности. В Соединенных Штатах контроль за стандартизацией процедуры измерения осуществляется Федеральной Торговой Комиссией. Эта комиссия периодически публикует отчеты с результатами стандартных измерений, среди которых можно найти параметры среднеквадратичной мощности различных усилителей, определенные по уровню гармонических искажений 0.1%.

Сопротивлением нагрузки усилителя мощности является внутреннее сопротивление подключенных к его выходу акустических систем. Чем выше это сопротивление, тем меньшую мощность усилитель может отдать в нагрузку. Величина сопротивления нагрузки стандартизируется. Обычно усилители мощности рассчитаны для работы с нагрузкой, имеющей сопротивление 8 и 4 ом. На нагрузке, имеющей внутреннее сопротивление 4 ом, усилитель отдает большую мощность, чем на нагрузке с сопротивлением 8 ом. Для идеального усилителя эта мощность в 2 раза выше, что определяется отношением сопротивлений различных нагрузок. Однако, так как реальный усилитель обладает своим собственным сопротивлением, при уменьшении сопротивления нагрузки в два раза отдаваемая реальным усилителем мощность возрастает в несколько меньшей степени. Например, если усилитель отдает мощность 300 вт. на нагрузке с сопротивлением 8 ом, то на нагрузке с сопротивлением 4 ом тот же усилитель будет отдавать около 500 вт. Внутреннее сопротивление усилителя создает еще одну проблему. Чем выше сопротивление его выхода, тем большую часть выходной мощности усилитель будет превращать в тепло. Доля рассеиваемой усилителем выходной мощности также сильно возрастает с уменьшением сопротивления нагрузки. Например, тепловые потери мощности усилителя с нагрузкой 4 ом. в 2 раза выше, чем с нагрузкой 8 ом. С нагрузкой сопротивлением 2 ом тепловые потери мощности будут в 4 раза превышать потери того же усилителя, если к нему подключена нагрузка, имеющая сопротивление 8 ом. Это явление приводит к тому, что при низких сопротивлениях нагрузки работа усилителя становится малоэффективной, а сам усилитель сильно перегревается. Поэтому подключать к выходу усилителя нагрузку, имеющую сопротивление меньше номинального, не рекомендуется. Повышение эффективности работы усилителя является очень сложной технической задачей. Производителям радиоэлектронной аппаратуры приходится увеличивать сложность конструкций усилителей - разрабатывать громоздкие системы охлаждения и отвода тепла, применять стабилизаторы температуры и специальные высокоэффективные источники питания - только для того, чтобы увеличить отдаваемую усилителями мощность.