Analogier er i mange sammenhenger et spennende virkemiddel for å forklare noe vanskelig med noe som folk er kjent med. Jeg bruker f.eks. vanntrykk som en analogi for spenning siden de har mange likheter. Motstand blir da en innsnevring på vannrøret som begrenser strømstyrken (vannmengden).
Men analogien med dreiemoment i en motor og strømstyrke i en forsterker har jeg et ambivalent forhold til. Mye på grunn av at det er svært mange som ikke vet forskjell på effekt og dreiemoment, og da forsvinner poenget med analogien.
Bare for å presisere:
Dreiemoment er et uttrykk for hvor stor vridningskraft veivakselen i motoren kan levere.
Effekt er hvor mye arbeid en motor kan gjøre per tid (
RPM). Dreiemoment, RPM og effekt er dermed uløselig knyttet til hverandre.
Så selv om motoren i en F16 (551kW, 3550Nm) har større dreiemoment enn motoren i en La Ferrari (588kW, 700Nm), så vil Ferrarimotoren kunne utføre et større arbeid (kW) ut på en girkasse enn det F16 klarer. Den jobber med mindre kraft, men jobber mye raskere. Girkassen gjør om dette arbeidet til et moment som skal ut på hjulene, og Ferrarimotoren vil til slutt generere en større kraft mellom gummi og asfalt enn det F16 klarer.
Nå ville Ferrari ha litt problemer med å komme i gang siden den ikke er laget for å sette i gang med 50 tonn hengende etter og det ville nok luktet litt svidd clutch, men når farten hadde kommet opp i 50km/t og motoren hadde kommet et stykke opp i turtall ville den kjørt fra F16 selv med 50 tonn hengende bak. Det hele handler om utveksling.
Hvordan dette hadde gått i praksis etter mange mil og bratte bakker er en annen sak. Ferrariens motor hadde blitt slitt ut leeenge før F16 engang var innkjørt...
Hvis man skal se nærmere på analogien mellom effekt i en motor og effekt i en forsterker må vi se hva vi har:
Effekten (W) i en forsterker kommer av strøm*spenning. ( P=U*I)
Effekten i en motor (W) kommer av dreiemoment(Nm) * RPM. ( 2*PI*Nm*RPM/60 )
Analogien blir: Spenning=RPM og Strøm=Dreiemoment
Effekten en motor skal levere er bestemt av gasspedalens posisjon (ønsket dreiemoment). Pådraget er altså her dreiemomentet og man kan øke motorens dreiemoment (og dermed effekt) uten at RPM nødvendigvis endrer seg hvis lasten har økt (motbakke).
Effekten en forsterker skal levere er bestemt av volumets posisjon (ønsket spenning). Pådraget er her spenning, og øker man denne vil strømmen og effekten øke. I motsetning til en bil vil lasten her (høyttaleren) alltid være den samme og da vil økt spenning nødvendigvis føre til økt strøm
Vi ser at analogien begynner å briste litt siden pådraget i disse systemene er forskjellig. Med en bilmotor kan man øke effekten uten at RPM øker, men det kan man ikke med en forsterker.
Men la oss prøve å holde analogien levende. Det er jo slik at en høyttaler har varierende resistans. Strømmen som skal til for å holde spenningen på det nivået som er bestemt kan variere og da må forsterkeren være i stand til å levere nødvendig strøm (på samme måte som en motor må øke dreiemomentet når bakken blir brattere hvis RPM skal holdes konstant).
Hvis høyttalerens resistans er 4 ohm og man ønsker å spille med en effekt på 60W så må spenningen være: Kv.Rot(60*4) = 15,5V. Hverken mer eller mindre. Strømmen kommer som en konsekvens av dette og må da være I=U/R 15,5/4 = 3,9A. Hverken mer eller mindre. Om forsterkeren kan levere 1000A så spiller dette ingen rolle så lenge den bare skal levere 3,9A. Synker plutselig impedansen til 2 ohm må strømmen øke til 7,8A og effekten blir P=U*I => 15,5*7,8 = 120W.
Det er dette som gjør at hvis man har en høyttaler med lave impedans"dipper" på forskjellige steder i frekvensområdet så må man ha en forsterker som har stor nok strømforsyning til å levere nok strøm til at spenningen holdes oppe og at ikke lydnivået synker ved disse frekvensene (på samme måte som en motor må øke dreiemomentet for å holde RPM oppe).
Analogien er kanskje ikke så verst allikevel
Dette medfører også noe annet jeg vil poengtere. Siden vi har etablert at en liten motor kan trekke stor last bare det går sakte nok, så er det også slik at en liten forsterker med liten trafo fint kan drive en stor og "vanskelig" høyttaler bare man spiller lavt nok og forsterkeren er skikkelig laget