Úroveň napätia a úroveň výkonu
Každá indikácia úrovne v oblasti pro audio technológie predstavuje vzťah medzi dvoma elektrickými veličinami. Preto musíme rozlišovať medzi úrovňou napätia, súčasnou úrovňou a úrovňou výkonu.
Medzi premennými napätie, prúd, odpor a výkon existuje pevný vzťah, ktorý pozná každý, kto sa trochu oboznámil so základmi elektrotechniky. Ohmov zákon, U = I * R, hovorí, že na spojeniach elektrického odporu R, ktorým preteká elektrický prúd I, musí byť prítomné napätie U, ktorého množstvo vo voltoch je násobením hodnoty odporu v Ohme a prúdu v Zosilňovače dávajú. Ak necháme prúd 2 A prúdiť cez odpor 5 ohmov, môžeme na jeho konci zmerať napätie 10 voltov.
Vzťah medzi napätím, prúdom a výkonom je odvodený z tohto základného zákona o elektrotechnike. Elektrický výkon P je úmerný napätiu a prúdu a je výsledkom násobenia U a I. Jednotkou výkonu je watt. V našom príklade prúd 2 ampéry prúdi pri napätí 10 V. Takže elektrická energia, ktorá sa prevedie na odpor 5 ohmov, je 20 wattov.
Ak teraz zvýšime napätie z 10 V na 20 V, zdvojnásobí sa podľa Ohmovho zákona aj prúd. Prúd pri 20 voltoch je preto 4 ampéry. Uvažujme teraz o výkone pri zdvojnásobenom napätí. Prúd 4 ampéry, vynásobený napätím 20 V, má za následok výkon 80 wattov, to znamená štvornásobok výkonu pri polovičnom napätí, a teda aj polovičnom prúde. Tento jednoduchý príklad nám to ukazuje? vzťah medzi napätím, prúdom a výkonom je kvadratický, ak odpor udržujeme konštantný. Zdvojnásobenie napätia vedie k zdvojnásobeniu prúdu a teda k štvornásobku výkonu.
Prečo sa pýtate, je to dôležité v súvislosti s informáciami o úrovni v systémoch Pro Audio. Jednoducho, ak chceme previesť informácie o úrovni do seba, musíme vedieť, ktoré veličiny sú úrovňou reprezentované. Ak je špecifikáciou úrovne pomer napätia alebo prúdu, výkon vyplývajúci z tohto pomeru napätia alebo tohto prúdového pomeru sa bude meniť kvadraticky. Musíme preto predpokladať iný výpočet úrovní výkonu.
Výpočet úrovne napätia a prúdu je v zásade založený na nasledujúcich rovniciach:
Úroveň napätia [dB] = 20 log U1/U2 alebo.
Aktuálna úroveň [dB] = 20 log I1/I2
Toto nevyhnutne nasleduje pre úroveň výkonu
Úroveň výkonu [dB] 10 log P1/P2
Ak vezmeme do úvahy tieto pravidlá, úrovne napätia, prúdu a výkonu sú navzájom správne zobrazené.
V tejto súvislosti je dôležité zahrnúť odpor do výpočtu pri výpočte napätia alebo prúdov pomocou špecifikácií úrovne výkonu. Ak sa zmení odpor, zmení sa prúd s rovnakým napätím a samozrejme aj výkonom, ktorý je základom špecifikácie úrovne výkonu.