Trở kháng là gì? Cách tính trở kháng loa chuẩn dễ hiểu

Với những người có niềm đam mê với âm thanh thì trở kháng không còn là khái niệm xa lạ vì đa số các thiết bị trong dàn âm thanh từ loa karaoke cho đến những chiếc amply đều có trở kháng. Vậy hiểu chính xác thì trở kháng là gì? trở kháng loa là gì? cách đo trở kháng loa ra làm sao. Cùng tìm hiểu thật kỹ qua bài viết dưới đây của Amthanhthudo nhé! Chắc chắn sẽ không làm các bạn thất vọng đâu!

Trở kháng là gì?

Trở kháng được biết tới là một đại lượng vật lý đặc trưng cho sự cản trở dòng điện của một mạch điện khi có một hiệu điện thế đặt vào đó. Có thể hiệu nôm na, trở kháng chính là điện trở mà ta đã từng làm quen trong môn vật lý. Trở kháng có ký hiệu là Z và đơn vị đo trở kháng là Ω (Ohm).

Tuy nhiên, bạn cũng nên hiểu rằng điện trở chỉ là một phần của trở kháng vì thực tế khái niệm trở kháng rộng hơn điện trở nhiều vì nó áp dụng trong cả dòng điện xoay chiều và dòng một chiều, chúng cũng chứa thêm thông tin về độ lệch pha.

Công thức tính trở kháng

Công thức tính trở kháng tổng quát là: Z = R + X

Trong đó:

• R là điện trở (hay còn gọi là điện kháng – Resistance)
• X là điện ứng (Reactance)

Ứng với mỗi mạch điện khác nhau thì tổng trở kháng sẽ có những thay đổi khác nhau, cụ thể:

Đối với dòng điện một chiều

Khi xem xét dể tính toán, ta chỉ xét trạng thái cân bằng của mạch, đối với mạch sử dụng dòng một chiều:

• Tụ điện sẽ có trở kháng hay điện trở rất lớn do chúng cấu tạo từ hai bản song song cách điện giống với một đoạn mạch hở.
• Ngược lại với tụ điện, cuộng cảm lại có trở kháng rất nhỏ, gần như là không đáng kể và được phép coi chúng là một đoạn dây dẫn thông thường (các dây dẫn cũng có trở kháng nhưng vì nhỏ nên có thể bỏ qua).
• Điện trở sẽ có giá trị đúng bằng thông số của nó, là một số thực xác định.

Như vậy khái niệm tổng quát trở kháng là gì vẫn có ý nghĩa và có thể áp dụng được cho các mạch chứa tụ điện, cuộn cảm hay điện trở thông thường.

Đối với dòng điện xoay chiều

Dòng điện xoay chiều chính là dòng điện mà chúng ta sử dụng hàng ngày phục vụ cho nhu cầu sống. Khi ta tiến hành đặt một hiệu điện thế xoay chiều có hàm biến thiên điều hòa theo thời gian hoặc tổng của các hàm biến thiên điều hòa, ta có:

• Tụ điện làm sóng sớm hơn pha π/2 so với hiệu điện thế
• Cuộn cảm trễ pha π/2 so với hiệu điện thế
• Điện trở không thay đổi pha của dòng điện

1. Điện trở

Điện trở sẽ có trở kháng đúng bằng giá trị của nó: ZR = R.

2.Tụ điện

Công thức tính trở kháng của tụ điện lúc này sẽ là ZC = RC + XC

Trong đó:

• RC là điện kháng của tụ điện
• ZC là điện ứng của tụ điện (ZC = 1/ωC, ω là pha của dòng điện xoay chiều được tính bằng công thức ω = 2πf = 2π/T; C là điện dung Capacitance của tụ điện)

3. Cuộn dây

Trở kháng của cuộng cảm lúc này là tổng điện kháng ứng với điện ứng của cuộn dây: ZL = RL + XL

Trong đó:

• RL là điện kháng của cuộn dây
• XL là điện ứng của cuộn dây (XL = ωL, L là điện cảm Inductance của cuộn dây)

Ý nghĩa và vai trò của trở kháng loa đối với dàn âm thanh

Ý nghĩa của trở kháng loa:

Trở kháng của loa là một yếu tố quan trọng quyết định đến hiệu suất và chất lượng âm thanh của dàn âm thanh. Trở kháng loa, thường được đo bằng đơn vị ohm (Ω), là sự kháng cự của loa đối với dòng điện xoay chiều. Nó ảnh hưởng trực tiếp đến cách mà tín hiệu âm thanh được truyền từ amplifier đến loa, và ngược lại.

Vai trò trở kháng của loa:

Trở kháng của loa có vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng phối ghép giữa loa và amplifier. Một sự không tương thích về trở kháng có thể dẫn đến hiện tượng méo tiếng hoặc thậm chí gây hỏng thiết bị. Chẳng hạn, nếu amplifier được thiết kế để làm việc với loa có trở kháng 8 ohm, việc kết nối với loa có trở kháng thấp hơn như 4 ohm có thể gây quá tải và hư hỏng cho amplifier. Ngược lại, nếu kết nối loa có trở kháng cao hơn, hiệu suất của hệ thống âm thanh có thể bị giảm.

Ngoài ra, trở kháng của loa còn ảnh hưởng đến cách mà công suất được phân phối. Các loa có trở kháng thấp hơn sẽ yêu cầu nhiều công suất hơn từ amplifier để đạt được mức âm lượng tương đương so với loa có trở kháng cao hơn. Điều này đòi hỏi amplifier phải có khả năng cung cấp công suất lớn hơn mà không bị quá tải, đảm bảo âm thanh phát ra luôn rõ ràng và mạnh mẽ.

Phương pháp đo trở kháng loa là gì? 

Đây là quá trình đo và xác định trở kháng của loa để đảm bảo rằng hệ thống âm thanh hoạt động hiệu quả và ổn định. Trở kháng của loa không chỉ là một giá trị cố định, mà nó có thể thay đổi tùy thuộc vào tần số của tín hiệu âm thanh. Do đó, việc đo trở kháng phải được thực hiện ở nhiều tần số khác nhau để có cái nhìn toàn diện về hiệu suất của loa.

Để đo trở kháng của loa, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng. Quá trình này bao gồm các bước sau:

• Bước 1: Chọn thang đo điện trở: Chọn mức đo thấp nhất (khoảng 200Ω) trên đồng hồ vạn năng để đảm bảo độ chính xác.
• Bước 2: Ngắt điện và tháo loa: Đảm bảo loa không kết nối với nguồn điện để tránh sai số và an toàn khi đo.
• Bước 3: Kết nối đồng hồ đo: Dùng que đo đỏ nối với cực dương và que đo đen nối với cực âm của loa. Kết quả sẽ hiển thị trên màn hình đồng hồ vạn năng.
• Bước 4: Đọc kết quả: Nếu kết quả đo thấp hơn khoảng 15% so với giá trị ghi trên loa, nghĩa là loa vẫn hoạt động bình thường. Nếu cao hơn, có thể cần kiểm tra và sửa chữa loa

Phân loại loa theo trở kháng

Phân loại loa theo trở kháng là cách để xác định các loại loa dựa trên giá trị trở kháng của chúng. Trở kháng loa thường được chia thành các loại phổ biến sau:

Loa trở kháng thấp (Low Impedance)

• Trở kháng 4Ω: Đây là loại trở kháng thường thấy ở các loa cao cấp và loa di động. Loa trở kháng 4Ω yêu cầu ampli có công suất cao hơn để đảm bảo hiệu suất âm thanh tốt.
• Trở kháng 6Ω: Loa có trở kháng 6Ω cũng khá phổ biến, thường được sử dụng trong các hệ thống âm thanh gia đình và loa bookshelf. Chúng cần ampli tương thích để phát huy tối đa hiệu suất.
• Trở kháng 8Ω: Đây là mức trở kháng phổ biến nhất và thường thấy trong nhiều loại loa khác nhau từ loa gia đình, loa bookshelf đến loa sàn. Ampli dễ dàng tương thích với loa 8Ω.

Loa trở kháng cao (High Impedance)

• Trở kháng 16Ω: Loa với trở kháng 16Ω ít phổ biến hơn và thường được sử dụng trong các hệ thống âm thanh chuyên nghiệp hoặc các ứng dụng đòi hỏi trở kháng cao để giảm tải cho ampli và tăng cường hiệu suất ở những khoảng cách dài.

Cách tính trở kháng của loa

Công thức tính trở kháng loa cụ thể như sau:

Mạch nối tiếp, tổng trở sẽ bằng các giá trị  cộng vào:

Z = Z1 + Z2 =…= Zn

Mạch song song, tính tổng trở sẽ khó khăn hơn đó là nghịch đảo các giá trị của chúng:

1/Z = 1/Z1 + 1/Z2 +…+ 1/Zn

Hiện nay thì các loa được sản xuất với các mức trở kháng loa phổ biến là 4Ω, 6Ω hoặc 8Ω. Chúng ta có thể đấu nối loa theo kiểu nối tiếp hoặc song song hoặc kết hợp cả hai tùy loại loa và mục đích sử dụng.

Lưu ý khi ghép nối với các mức trở kháng của loa

Trong quá trình ghép nối với các mẫu loa, chúng ta có thể rơi vào 2 trường hợp sau đây:

Kết nối loa có trở kháng thấp:

• Loa có trở kháng thấp được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày, từ những dàn âm thanh đám cưới, dàn âm thanh sự kiện cho đến những hệ thống loa hội trường, dàn karaoke gia đình đều sử dụng loại trở kháng này. Trị số trở kháng thường được dùng trong các trường hợp này là 8Ω hoặc 12Ω hay 16Ω.
• Đối với trở kháng của loa thấp thì cần phải thiết kế sao cho tổng trở kháng vào của loa lớn hơn trở kháng ra của amply. Nếu bạn để tổng trở kháng loa thấp hơn trổng trở kháng của amply thì sẽ dẫn tới tình trạng hệt hống âm thanh hoạt động không ổn định và bộ amply không thực hiện được đúng chức năng của nó.
• Ngoài ra, kết nối loa trở kháng thấp thường được dùng cho các loa có công suất lớn nhưng lại phải kết nối ở khoảng cách gần để loa hoạt động đảm bảo (thường nhỏ hơn 10m). Nếu khoảng cách nằm ngoài vùng cho phép, dẫy dẫn sẽ bị nóng lên rất nhanh và không thể cung cấp công suất cần thiết cho hoạt động của loa.

Kết nối loa có trở kháng cao:

• Khác với loa trở kháng thấp, loa trở kháng cao thường được dùng trong các hệ thống âm thanh công cộng, lớn, bao phủ một không gian rộng, đòi hỏi một lượng lớn dây dẫn. Trong trường hợp này nếu dùng loa trở kháng thấp sẽ dẫn đến thất thoát năng lượng và không đủ để cung cấp cho toàn hệ thống hoạt động bình thường. Để giải quyết vấn đề này, người ta thường dùng loa có trở kháng cao.
• Để sử dụng được loa trở kháng cao thì tất cả các loa phải có biến áp đi kèm, cũng vì vậy mà loại loa này sẽ cho phép điều chỉnh mức công suất phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau. Ngoài ra, với kết nối trở kháng cao, khi thực hiện mắc các loa theo kiểu song song sẽ rất phù hợp với thiết kế tổng loa đầu vào nhỏ hơn công suất ra của tăng âm. Ta sẽ không phải làm cách tính trở kháng loa phức tạp nữa.

Hướng dẫn chọn loa có trở kháng phù hợp với bộ dàn

Việc chọn loa có trở kháng phù hợp với bộ dàn âm thanh là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống. Dưới đây là một số hướng dẫn giúp bạn chọn loa phù hợp:

1. Xác định trở kháng của amplifier: Trước tiên, bạn cần biết thông số kỹ thuật của amplifier, cụ thể là trở kháng đầu ra. Thông thường, thông tin này được ghi rõ trong sách hướng dẫn hoặc trên bảng thông số kỹ thuật của amplifier.

2. Lựa chọn loa có trở kháng phù hợp: Để đảm bảo hiệu suất tối ưu và tránh hư hỏng, trở kháng của loa nên tương thích với trở kháng của amplifier. Thông thường, các amplifier hiện nay thường được thiết kế để hoạt động tốt với loa có trở kháng 4 ohm, 6 ohm, hoặc 8 ohm.

• Nếu amplifier của bạn có trở kháng đầu ra là 8 ohm, bạn nên chọn loa có trở kháng 8 ohm.
• Nếu amplifier có khả năng hoạt động với nhiều trở kháng (ví dụ: 4-8 ohm), bạn có thể lựa chọn loa trong khoảng trở kháng này.

3. Tính toán công suất cần thiết: Đảm bảo rằng công suất của loa (tính bằng watt) phù hợp với công suất của amplifier.

• Loa có công suất quá thấp so với amplifier có thể dễ bị hỏng khi amplifier hoạt động ở công suất cao.
• Loa có công suất quá cao so với amplifier có thể không đạt được hiệu suất âm thanh tối ưu.

4. Kiểm tra số lượng loa kết nối

• Số lượng loa: Khi kết nối nhiều loa với một amplifier, trở kháng tổng cộng của hệ thống sẽ thay đổi, cụ thể kết nối song song (parallel): Trở kháng tổng cộng sẽ giảm; kết nối nối tiếp (series): Trở kháng tổng cộng sẽ tăng.
• Kết nối hỗn hợp: Phương pháp này giúp bạn duy trì trở kháng ở mức an toàn cho amplifier.

5. Thử nghiệm và điều chỉnh: Sau khi chọn loa và kết nối với amplifier, hãy thử nghiệm hệ thống âm thanh để đảm bảo âm thanh phát ra rõ ràng và không bị méo tiếng. Nếu âm thanh không đạt yêu cầu, bạn có thể cần điều chỉnh các kết nối hoặc chọn loa khác có trở kháng và công suất phù hợp hơn.

6. Tư vấn từ chuyên gia: Nếu bạn không chắc chắn về việc chọn loa, hãy tìm kiếm tư vấn từ các chuyên gia âm thanh hoặc các nhà cung cấp thiết bị uy tín để được hỗ trợ chọn loa phù hợp nhất với hệ thống của bạn.

Lưu ý khi chọn trở kháng của loa cho dàn âm thanh

Để bảo vệ được dàn âm thanh của mình khỏi những trục trặc đáng tiếc thì bạn hãy lưu ý, dù trong bất cứ trường hợp nào cũng không được để tổng trở kháng của loa nhỏ hơn trở kháng của amply vì nó sẽ dẫn tới tình trạng cháy nổ, hỏng các thiết bị.

Ta có thể giải thích cho hiện tượng trên thông qua công thức tính công suất P=U x U/R. Trong đó U là hiệu điện thế bình thường không đổi, công suất P tỉ lệ nghịch với trở kháng, khi R càng nhỏ thì P sẽ càng lớn. Như vậy, nếu  tổng trở của loa mà nhỏ hơn tổng trở của amply thì sẽ khiến công suất của loa tăng lên, khi đạt đến ngoài giới hạn cho phép sẽ gây nên hiện tượng cháy hỏng.

Theo như kinh nghiệm lựa chọn của các chuyên gia hàng đầu về âm thanh thì công suất lý tưởng của amply là gấp đôi công suất trung bình của loa. Hoặc nếu bất khả kháng không thể lựa chọn được như vậy thì vẫn phải đảm bảo rằng công suất amply lớn hơn, tuyệt đối không được nhỏ hơn. Có như vậy, âm thanh phát ra mới không bị méo tiếng, trường hợp chênh lệch quá lớn thì sẽ dẫn tới cháy hỏng thiết bị.

Lạc Việt Audio – Cung cấp giải pháp âm thanh hàng đầu

Trên đây là toàn bộ bài viết giải đáp cho các bạn trở kháng là gì, trở kháng loa là gì cũng như hướng dẫn các bạn về công thức tính trở kháng, cách tính trở kháng của loa đơn giản. Mong rằng, bài viết của Lạc Việt Audio đã cung cấp được những kiến thức bổ ích giúp bạn hiểu hơn và chọn lựa được những thiết bị âm thanh phù hợp với bản thân.

Nếu cần sự trợ giúp hoặc yêu cầu tư vấn giải pháp âm thanh, hãy liên hệ đến chúng tôi qua hotline 0982.655.355 hoặc đến trực tiếp showroom để được hỗ trợ hiệu quả nhất.

Hẹn gặp lại các bạn vào các bài chia sẻ sau nhé! Thanks and see you!

Duy Shinota

Là người kinh doanh trong lĩnh vực âm thanh hơn 15 năm qua ,tôi hiện là giám đốc tại Lạc Việt Audio -nhà phân phối thiết bị âm thanh số 1 Việt Nam.Chúng tôi chuyên cung cấp và setup các sản phẩm thiết bị và hệ thống âm thanh chuyên nghiệp có chất lượng tốt nhất cùng mức giá cạnh tranh hàng đầu tại thị trường trong nước