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Potência de amplificadores (ART995)

(PMPO, RMS, Pico, DIN, etc.)

A saída que fabricantes de equipamentos de áudio encontram para dizer que seus produtos são melhores, é indicar por valores cada vez maiores suas potências. Uma forma não muito ética, se bem que não seja tecnicamente incorreta, é dar as indicações em valores PMPO, que levam a números maiores. Como entender as especificações é o assunto deste artigo.

Potência é quantidade de energia por unidade de tempo. Para o caso da energia acústica, tal como a energia elétrica, podemos usar como unidade de potência o watt, que corresponde a uma quantidade de energia de 1 joule por segundo.

Tudo seria muito simples de calcular se a energia de um amplificador viesse de forma contínua, ou seja, sem variações.

Assim, para saber a potência que um amplificador produz seria suficiente multiplicar a intensidade do sinal pelo tempo em que ele se mantém, no caso, 1 segundo, conforme mostra a figura 1.

Em termos práticos, isso equivaleria à área delimitada no gráfico da mesma figura.

 

Potência (área) = Energia por unidade de tempo.
Potência (área) = Energia por unidade de tempo.

 

No entanto, na prática, os sinais fornecidos por um amplificador a um alto-falante não correspondem a uma corrente contínua, mas variam continuamente de intensidade.

Assim, se este sinal variar, como ilustra a figura 2, a quantidade de energia envolvida no processo terá um valor médio que estará entre os pontos de máximo e mínimo.

 

Valor médio quadrático (Root Mean Square).
Valor médio quadrático (Root Mean Square).

 

Esta quantidade de energia equivalerá à área delimitada pela curva que corresponde ao sinal. Em termos práticos, podemos dizer que a área correspondente a esta média é a mesma que um sinal contínuo de determinada intensidade teria para envolver a mesma quantidade de energia por unidade de tempo.

Esse valor é denominado R.M.S. ou Root Mean Square (Valor Médio Quadrático), correspondendo à intensidade que deveria ter o sinal, se ele fosse contínuo, para produzir a mesma quantidade de energia do sinal que varia.

Para um sinal senoidal, por exemplo, este valor corresponde a 70,7% do valor máximo ou valor de pico, de acordo com a figura 3.

 

Potência de pico e RMS
Potência de pico e RMS

 

Observe, então, que o valor R.M.S. corresponde à potência real de um amplificador, já que ele indica a quantidade de energia que realmente é aplicada a um sistema de alto-falantes para ser convertida em som.

No entanto, existem outras maneiras de se especificar a potência de um amplificador.

Um sinal de áudio varia constantemente de intensidade e de forma muito rápida, oscilando entre máximos e mínimos.

Existem, portanto, instantes em que a intensidade do sinal é muito alta, os chamados "picos" em que a potência aplicada ao sistema de alto-falantes é muito maior.

Para um sinal de áudio senoidal estes picos podem ter 1,42 (raiz quadrada de 2) vezes a potência RMS, o que resulta num valor muito maior.

Isso significa que um amplificador de 100 watts RMS pode perfeitamente ser vendido como um equipamento que tem uma potência "de pico" de 140 watts.

Outra forma, que pode ser aproveitada pelos fabricantes desejosos de vencer a concorrência com números grandes e não com qualidade, é partir da idéia de que um sinal senoidal reproduzido por um amplificador tem picos de máximos e também de mínimos, conforme mostra a figura 4.

 

Indicação pico-a-pico e RMS.
Indicação pico-a-pico e RMS.

 

Isso leva à possibilidade de se indicar a potência pico-a-pico, que resulta num número 2,8 vezes maior do que a potência RMS. Em outras palavras, o mesmo amplificador de apenas 100 watts RMS tem sua potência "esticada" para 280 watts pico-a-pico (pp)!

Mas, a coisa vai mais longe.

Os sinais musicais não são senoidais e podem ocorrer picos de grande intensidade que duram frações muito pequenas dos ciclos, o que pode ser visto na figura 5.

 

Sinal complexo com que trabalham os amplificadores.
Sinal complexo com que trabalham os amplificadores.

 

Se integrados ao sinal de modo que sua energia seja somada à fornecida pelo amplificador, eles pouco significam, conforme vemos na figura 6, pois a área delimitada é muito pequena.

 

Na verdade os picos contem pouca energia, pois duram pouco.
Na verdade os picos contem pouca energia, pois duram pouco.

 

No entanto, por uma fração muito pequena de tempo, sua intensidade pode subir 4 ou 5 vezes o valor RMS do sinal. Em outras palavras, por um tempo imperceptível temos na saída do amplificador uma potência muito elevada, de 4 a 5 vezes a potência RMS.

Essa potência é chamada de PMPO (Peak Music Power ou Potência Musical de Pico) e pode mais uma vez fazer crescer os valores dados aos amplificadores comerciais.

Nos casos típicos esse valor significa 4 vezes a potência RMS, o que faz com que o nosso amplificador de 100 watts seja vendido como de 400 Watts PMPO!

 

DIN POWER

Uma especificação de potência não muito usada, é a definida pela norma DIN 45000.

O que acontece é que para equipamentos de uso doméstico existem três maneiras de se medir a potência: potência contínua, potência de pico e faixa de potência.

Para essa norma o que se faz é ligar resistência ôhmicas na entrada e na saída do amplificador, e aplicando um sinal de 1 kHz na entrada por pelo menos 10 minutos, com uma saída que não exceda em 1% de THD (Distorção Harmônica Total), mede-se a potência contínua. Do valor obtido, calcula-se a potência de pico.

A faixa de potência é definida como aquela em que metade da potência contínua máxima pode ser obtida.

 

CONCLUSÃO

Não se compra um amplificador ou qualquer equipamento de áudio somente pela potência. A potência dá a intensidade ou volume máximo do sinal, o que nem sempre se usa. É comum a compra de amplificadores de 100 ou 200 W rms para uso em pequenos ambientes em que nunca se abre o volume ao ponto de se obter mais do que uns 5 ou 10 W (um amplificador de menor potência, mas com mais qualidade seria melhor!).

A qualidade de um equipamento de som é dada por outros fatores como, por exemplo, a curva de resposta, a distorção harmônica total (THD), o fator de amortecimento, que determinam a fidelidade com que o som é reproduzido.

Não adianta colocar centenas de watts num ambiente de som distorcido que se torna desagradável aos nossos ouvidos, coisa comum em nossos dias.

Lembre-se que os amplificadores têm maior taxa de distorção nas potências mais elevadas. Assim, comprar um amplificador com uma potência um pouco maior do que a necessitada para não precisarmos usá-lo com o volume todo aberto, é uma garantia de que teremos excelente qualidade de som.

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