Bass Collection FAQ

400 Watt an 8 Ohm? 200 Watt an 4 Ohm? Ist was mit Oma?

Das scheint ja ganze Generationen von Musikern zu beschäftigen, diese Fragen der Sparte «Darf ich eine 8 Ohm-Box an einen 4 Ohm-Verstärker hängen?» oder «Warum bringt mein Amp an der 8 Ohm-Box nicht volle Leistung?». Prinzipiell war ich schon in diesem Artikel darauf eingegangen, aber vielleicht war das zu technisch. Hier also noch mal ein Versuch mit Reduktion auf das Wesentliche.

Nehmen wir etwas, was uns vertrauter ist. Der Vergleich hinkt an mehreren Stellen, ist physikalisch falsch, aber eventuell doch verständlicher: Verstärker = Batterien, Boxen = Lampen. Und wir schauen mal, was passiert, wenn wir verschiedenen Lampen und Batterien kombinieren.

Lampe

Batterie

3 V-Lampe

6 V-Lampe

3 V-Batterie

Lampe liefert ihre
Nennleistung

Lampe liefert weniger
als ihre Nennleistung

6 V-Batterie

Batterie und/oder
Lampe überlastet

Lampe liefert ihre
Nennleistung

So, übertragen wir das nun auf Verstärker und Boxen:

Box

Amp

4 Ohm-Box

8 Ohm-Box

4 Ohm-Verstärker

Box liefert volle
Amp-Leistung

Box liefert weniger
als Amp könnte

8 Ohm-Verstärker

Amp und/oder
Box überlastet

Box liefert volle
Amp-Leistung

Warum ist das so?

Wenn ein Verstärker entwickelt wird, werden seine Interna (Netzteil, Endstufen-Transistoren und alle anderen Bauteile, Kühlung) für eine bestimmte Leistung ausgelegt. Bei der Berechnung der Bauteile legt der Entwickler alle Parameter fest, die das Gesamtsystem betreffen, und dazu gehört auch, welche Impedanz (= Widerstand) der Box angeschlossen ist. Und für Transistor-Verstärker ist das das untere Limit, darum wird es auch bei den Kennwerten des Verstärkers ganz vorne in der Liste der Eigenschaften angegeben. In etwa kann man das mit einem Auto vergleichen, nämlich welcher Motor mit wie viel PS bei welcher Umdrehungszahl. Das maximale Drehmoment (= Beschleunigung) des Motors kommt nämlich auch nur dann auf die Straße, wenn der Motor in einer bestimmten Umdrehungszahl läuft, z.B. bei 3600 U/min. Bei 1500 U/min bringt die Maschine nicht ihre optimale Leistung, und bei 8000 U/min geht der Motor wegen Überlastung zum Teufel.

So ähnlich sieht auch die Leistungskurve eines Transistor-Verstärkers aus:

Angenommen der Verstärker ist für eine Ausgangs-Impedanz von 4 Ohm ausgelegt, dann ist das einfach ein Wert, der so vorgegeben ist, wie auch die Netzspannung oder maximale Umgebungs-Temperatur. Ist einfach Gesetz des Herstellers. Also hier angenommen ein Amp mit minimal 4 Ohm angeschlossenen Speaker.

Weniger als 4 Ohm darf man nicht betreiben, da wird der Amp überlastet. Bei 4 Ohm gibt es die optimale = maximale Leistung. Je höher nun die Impedanz der angeschlossenen Lautsprecher wird, desto weniger Leistung gibt der Verstärker ab. Das ist wie eine 6 V-Lampe an einer 3 V-Batterie, da kann die Batterie einfach nicht den Strom in die Lampe treiben, um sie voll leuchten zu lassen.

Wie die Kurve nun im Detail verläuft, ist von Verstärker zu Verstärker unterschiedlich. Als Faustregel kann man nehmen, dass 8 Ohm- statt 4 Ohm-Box ca. 20 .. 25% weniger Leistung ergibt. 8Ohm-Box am SWR Workingman's 4004 macht demnach maximal 300 bis 320 Watt. Lösung kommt gleich.

Noch einmal: mit einem 8 Ohm-Lautsprecher bekomme ich aus einem 4 Ohm-Amp niemals die volle Leistung. Und mit einem 4 Ohm-Lautsprecher an einem 8 Ohm-Transistor-Verstärker gibt es Rauchsignale. So. Was tun? Die Antwort heißt: Serien- und Parallel-Schaltung.

Etwas Mathematik und E-Technik

Habe ich nur eine 6 V-Batterie, und nur 3 V-Lämpchen, brauche aber trotzdem Licht, kann ich mir behelfen: ich schalte zwei der Lämpchen hintereinander, so dass sich die Batterie-Spannung auf die beiden Lämpchen verteilt. Das wäre Serien-Schaltung. Parallel-Schaltung würde nix bringen, da dann ja beide Lämpchen direkt an der Batterie hängen würden. Anders herum: ich habe nur 3 V-Batterien, aber 6 V-Lampe. Schalte ich zwei 3 V-Batterien hintereinander, bekomme ich 6 V.

Was passiert jedoch in diesen Fällen mit Lautsprecher-Impedanzen? Ganz einfach. Vorausgesetzt, dass alle verwendeten Lautsprecher/Boxen die gleiche Impedanz haben, passiert das:

In der Serien-Schaltung addieren sich die Einzel-Impedanzen
In der Parallel-Schaltung ist die Gesamt-Impedanz der n-te Bruchteil der Einzel-Impedanzen (n = Anzahl Lautsprecher)

Konkret:

Zwei 8 Ohm-Lautsprecher in Serie ergeben 16 Ohm
Zwei 4 Ohm-Lautsprecher in Serie ergeben 8 Ohm
Zwei 8 Ohm-Lautsprecher parallel ergeben 4 Ohm
Drei 8 Ohm-Lautsprecher parallel ergeben ca. 2,6 Ohm
Vier 4 Ohm-Lautsprecher, je zwei in Serie, diese Päärchen dann parallel, ergeben 4 Ohm (warum?)
etc. pp.

Habe ich also einen Verstärker mit 4 Ohm-Ausgang, und hänge zwei 8 Ohm-Lautsprecher in Parallel-Schaltung dran, ergeben beide zusammen eine Impedanz von 4 Ohm, und ich bekomme wieder die volle Leistung. Beträgt diese 'volle Leistung' 400 Watt, so verteilen sich diese gleichmäßig auf die beiden Boxen, jeweils 200 Watt pro Box. Schließe ich nur einen Lautsprecher an, so müsste dieser aber 300 oder 320 Watt abkönnen, weil er dann ganz alleine dran ist, und die Maximal-Leistung verdauen können muss.

Habe ich einen 8Ohm-Transen-Amp, aber nur 4Ohm-Speaker, müsste ich zwei Boxen in Serie schalten, so dass die Summe wieder 8Ohm ergibt. Klar?

Der Haken

An vielen Bass-Verstärkern und auch an Bass-Boxen finden sich zwei Lautsprecher-Ausgänge. Werden beide Verbindungen benutzt, handelt es sich automatisch um eine Parallel-Schaltung! Nehme ich also zwei 4 Ohm-Boxen und hänge sie an die beiden Ausgänge eines 4 Ohm-Verstärkers, ist die Belastung des Verstärkers eine 2 Ohm-Belastung. Schaden droht. Mehrfach-Ausgänge an Amps und Boxen sind in 99,99995% aller Fälle Parallel-Schaltungen. Für Serien-Schaltungen muss man sich ein spezielles Kabel bauen.