Definiowanie mocy wyjściowej wzmacniaczy. Skąd bierze się moc? Trochę teorii.
Zastanówmy się przez chwilę, skąd bierze się moc i z czego wynika, że w konkretnym przypadku ma taką a nie inną wartość, wyrażoną w ogólnie znanej jednostce wat [W]. Przekonamy się też, że dla celów marketingowych wat watowi nie równy...
Moc wydzielona na obciążeniu jest prostym iloczynem prądu i napięcia według klasycznego wzoru:
P=U×I
Ponieważ na ogół nie stosuje się pomiarów przy pomocy amperomierzy, moc wyliczamy ze wzoru:
U2/R
czyli podnosimy napięcie zmierzone na obciążeniu do kwadratu i dzielimy przez znamionową impedancję obciążenia. Jak wynika ze wzoru, moc wzrasta z kwadratem napięcia, jasne więc jest, że to właśnie parametry napięciowe i wydajność prądowa zasilacza oraz stopni końcowych decydują o tym, jaką mocą dysponuje wzmacniacz.
Chciałbym wyraźnie podkreślić, że w żadnym wypadku nie można mówić o jakiejkolwiek mocy – czy to RMS, czy muzycznej, chwilowej czy jakiejkolwiek innej, która byłaby większa niż maksymalne możliwe do osiągnięcia napięcie wyjściowe na podłączonym do wzmacniacza głośniku. Żaden wzmacniacz nie odda bowiem, nawet w ułamku sekundy, większej mocy niż wynika to z napięcia wyjściowego, jakim dysponuje. W klasycznych końcówkach z zasilaniem transformatorowym można wyliczyć tę moc (z pewnym przybliżeniem), znając napięcie wyjściowe na uzwojeniach wtórnych. We wzmacniaczu „idealnym”, w którym nie występowałyby żadne straty, moc na wyjściu byłaby równa połowie napięcia zasilania podniesionego do kwadratu i podzielonego przez impedancję obciążenia. Niestety, w każdym urządzeniu powstają nieuniknione straty, które w efekcie powodują, że rzeczywista moc jest zawsze mniejsza.
Tak więc przykładowo, jeśli napięcie na uzwojeniu wtórnym transformatora wynosi 2×50 V (układ symetrycznego zasilacza), to moc takiej końcówki, przy założeniu sprawności w klasie AB na poziomie ok. 60%, można szacować na ok. 180 W na impedancji obciążenia 8 Ohm. (50×50/8, pomnożone przez 60%). Ten sposób wyliczenia mocy jest obarczony oczywiście pewnym błędem i, jak wspomniałem, stosować go można wyłącznie do szacowania mocy w końcówkach z tradycyjnym zasilaczem, uwzględniając w szacunkach fakt, że zasilacz wnosi straty własne, tym większe, im mniejsza jest impedancja obciążenia. Dlatego moc, którą wyliczymy za pomocą tej uproszczonej metody będzie zazwyczaj nieco większa niż moc faktyczna, a dodatkowo na mniejszych impedancjach praktycznie wzór jest bezużyteczny, ze względu na znaczne zazwyczaj spadki napięcia zasilacza. Niemniej jednak, pozwala on na zgrubne oszacowanie, czego możemy się spodziewać po wstępnych oględzinach, nie mając możliwości lub umiejętności przeprowadzenia testów pomiarowych.
Piotr Peto
PMP Electronics 
