Bass Collection FAQ

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

Das scheint ja ganze Generationen von Musikern zu beschäftigen, diese Fragen der Sparte «Darf ich eine 8Ohm-Box an einen 4Ohm-Verstärker hängen?» oder «Warum bringt mein Amp an der 8Ohm-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

6V-Lampe

3V-Batterie

Lampe liefert ihre
Nennleistung

Lampe liefert weniger
als ihre Nennleistung

6V-Batterie

Batterie und/oder
Lampe überlastet

Lampe liefert ihre
Nennleistung

So, übertragen wir das nun auf Verstärker und Boxen:

Box

Amp

4Ohm-Box

8Ohm-Box

4Ohm-Verstärker

Box liefert volle
Amp-Leistung

Box liefert weniger
als Amp könnte

8Ohm-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 3600U/min. Bei 1500 U/min bringt die Maschine nicht ihre optimale Leistung, und bei 8000U/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 4Ohm 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 4Ohm angeschlossenen Speaker.

Weniger als 4Ohm darf man nicht betreiben, da wird der Amp überlastet. Bei 4Ohm 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 6V-Lampe an einer 3V-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 8Ohm- statt 4Ohm-Box ca. 20 .. 25% weniger Leistung ergibt. 8Ohm-Box am SWR Workingman's 4004 macht demnach maximal 300 bis 320Watt. Lösung kommt gleich.

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

Etwas Mathematik und E-Technik

Habe ich nur eine 6V-Batterie, und nur 3V-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 3V-Batterien, aber 6V-Lampe. Schalte ich zwei 3V-Batterien hintereinander, bekomme ich 6V.

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 8Ohm-Lautsprecher in Serie ergeben 16Ohm
Zwei 4Ohm-Lautsprecher in Serie ergeben 8Ohm
Zwei 8Ohm-Lautsprecher parallel ergeben 4Ohm
Drei 8Ohm-Lautsprecher parallel ergeben 3,3Ohm
Vier 4Ohm-Lautsprecher, je zwei in Serie, diese Päärchen dann parallel, ergeben 4Ohm (warum?)
etc. pp.

Habe ich also einen Verstärker mit 4Ohm-Ausgang, und hänge zwei 8Ohm-Lautsprecher in Parallel-Schaltung dran, ergeben beide zusammen eine Impedanz von 4Ohm, und ich bekomme wieder die volle Leistung. Beträgt diese 'volle Leistung' 400Watt, so verteilen sich diese gleichmäßig auf die beiden Boxen, jeweils 200Watt pro Box. Schließe ich nur einen Lautsprecher an, so müsste dieser aber 300 oder 320Watt 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 4Ohm-Boxen und hänge sie an die beiden Ausgänge eines 4Ohm-Verstärkers, ist die Belastung des Verstärkers eine 2Ohm-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.