Trở kháng là một trong những thông số quan trọng trong quá trình nối ghép loa với các thiết bị âm thanh khác. Chỉ khi lựa chọn đúng trở kháng, âm thanh mới được truyền tải trọn vẹn, đảm bảo chất lượng và mang đến trải nghiệm nghe tối ưu.. Trở kháng là đại lượng vật lý thể hiện sự cản trở của dòng điện xoay chiều trong mạch điện khi có hiệu điện thế được đặt vào. Nó được ký hiệu bằng chữ Z và có đơn vị đo là Ω (ohm).

Định nghĩa

Trở kháng, hay impedance trong tiếng Anh, là một đại lượng vật lý biểu thị sự cản trở dòng điện trong một mạch điện khi có một hiệu điện thế được áp dụng vào. Đơn giản, bạn có thể hiểu trở kháng là sự cản trở trong dòng điện, được ký hiệu bằng đơn vị Ohm (Ω).

Trở kháng có thể được đơn giản hóa là sự cản trở của dòng điện. Nó bao quát hơn khái niệm điện trở vì áp dụng cho cả dòng điện xoay chiều lẫn một chiều, đồng thời thể hiện cả độ lệch pha trong mạch.

Khác biệt so với điện trở:

• Điện trở: Chỉ cản trở dòng điện một chiều và có giá trị không đổi theo thời gian.
• Trở kháng: Cản trở dòng điện xoay chiều và có giá trị thay đổi theo tần số của dòng điện.

Công thức tính trở kháng

Việc tính trở kháng là điều quan trọng để kiểm tra dòng điện cũng như khả năng cách điện của dòng điện. Công thức tính trở kháng sẽ như sau:

Z = R + X

Trong đó:

R là điện trở, điện kháng

X là điện ứng

Theo từng dòng điện một chiều và dòng điện xoay chiều sẽ có những cách tính trở kháng khác nhau.

Đối với dòng điện một chiều

Trong dòng điện một chiều, tụ điện có trở kháng hay điện trở rất lớn. Nguyên nhân chính là thiết kế hai bản song song cách điện với một đoạn điện trở.

• Tụ điện, cuộn cảm sẽ có trở kháng rất nhỏ, chính là một đoạn dây dẫn thông thường.
• Điện trở có giá trị sẽ bằng thông số của nó, là số thực xác định.

Đối với dòng điện xoay chiều

Với các dòng điện xoay chiều được biết đến là dòng điện được sử dụng trong dân dụng hiện nay. Khi bạn đặt một hiệu điện thế xoay chiều với hàm biến thiên có điều hòa theo thời gian hoặc tổng của các hàm biến thiên điều hòa.

• Tụ điện có hình sóng sớm hơn pha π/2 so với hiệu điện thế
• Cuộn cảm trễ pha π/2 so với hiệu điện thế
• Điện trở sẽ không thay đổi pha của dòng điện.
• Điện trở với mức trở kháng bằng giá trị: ZR = R.

Tụ điện

Công thức tính trở kháng là:

ZC = RC + XC

Trong đó:

RC là điện kháng của tụ điện.

ZC là mức điện ứng của tụ điện (ZC =  1/ωC, ω là pha của dòng điện xoay chiều).

Cuộn dây

Trở kháng của cuộn cảm được tính bằng tổng điện kháng ứng kết hợp với điện ứng của cuộn dây.

ZL = RL + XL

Trong đó:

RL được biến đến là điện kháng của cuộn dây.

XL là điện ứng của cuộn dây (XL = ωL, L là điện cảm Inductance của cuộn dây).

Trở kháng loa

Trở kháng của loa là một đặc tính quan trọng của thiết bị âm thanh, phản ánh mức độ cản trở mà loa gây ra đối với dòng điện trong mạch. Trở kháng của loa là thông số cần thiết để đảm bảo loa hoạt động hiệu quả với amply và hệ thống âm thanh. Hiểu được trở kháng của loa sẽ giúp bạn chọn được bộ khuếch đại phù hợp, tăng hiệu quả và chất lượng âm thanh.

Trở kháng của loa cần phải phù hợp với trở kháng mà amply có thể chịu đựng. Nếu trở kháng loa quá thấp so với khả năng của amply, amply có thể bị quá tải. Ngược lại, nếu trở kháng loa quá cao, amply có thể không cung cấp đủ công suất.

Trở kháng của loa ảnh hưởng đến lượng công suất mà loa nhận được từ amply. Loa có trở kháng thấp thường yêu cầu ít điện áp hơn để đạt được mức âm lượng cao hơn, nhưng cũng cần amply có khả năng cung cấp dòng điện cao hơn. Trở kháng có thể ảnh hưởng đến cách loa tái tạo âm thanh, đặc biệt là ở các dải tần số khác nhau.

Khi kết nối nhiều loa vào cùng một amply, tổng trở kháng của hệ thống loa cần được xem xét. Kết nối song song các loa sẽ giảm tổng trở kháng, trong khi kết nối nối tiếp sẽ tăng tổng trở kháng. Việc không cân nhắc kỹ lưỡng có thể dẫn đến tình trạng quá tải amply. Đảm bảo trở kháng của loa và amply phù hợp giúp hệ thống hoạt động hiệu quả hơn, đảm bảo âm thanh rõ ràng và không bị méo tiếng.

Cách tính trở kháng loa

Để tính được trở kháng của loa bạn cần biết được số lượng cuộn dây trong loa,

đường kính cuộn dây và cách mà cuộn dây được kết nối. Sau khi bạn biết được các thông số kỹ thuật của loa, bạn có thể tính toán trở kháng của loa bằng công thức sau:

Trở kháng (Ω) = (số lượng cuộn dây x số vòng quay) / (đường kính cuộn dây x cách kết nối)

Trong đó:

Số lượng cuộn dây và đường kính được tính bằng mét

Cách kết nối được tính theo số lượng cuộn dây

Bên cạnh đó bạn có thể sử dụng đồng đo trở kháng hoặc máy đo trở kháng để đo trực tiếp trở kháng của loa.

Phương pháp đo trở kháng

Ngoài việc hiểu khái niệm về trở kháng và điện trở kháng, bạn còn cần nắm rõ các phương pháp đo trở kháng, cũng như sử dụng các thiết bị đo như máy đo trở kháng, máy đo LCR và máy phân tích trở kháng.

Phương pháp cầu nối

Phương pháp này sử dụng mạch cầu để tính toán điện trở khi giá trị chưa được xác định chính xác. Bạn cần điều chỉnh mạch cầu bằng điện kế để đạt được sự cân bằng. Mặc dù mang lại độ chính xác cao, phương pháp này có thể gặp khó khăn khi đo với tốc độ cao.

Phương pháp IV

Phương pháp IV cũng sử dụng mạch cầu để tính toán điện trở và điều chỉnh mạch bằng điện kế. Phương pháp này thường được áp dụng cho việc đo trở kháng trên các mạch nối đất. Tuy nhiên, độ chính xác có thể bị ảnh hưởng khi trở kháng tăng lên.

Phương pháp đo trở kháng RF IV

Đây là phiên bản nâng cao của phương pháp IV, được sử dụng để đo trở kháng ở tần số cao hơn thông qua mạch và đầu nối đồng trục phù hợp. Phương pháp này thường dùng trong các mạch điện băng rộng, mặc dù băng tần đo có thể bị hạn chế bởi máy biến áp của đầu thử nghiệm.

Tùy vào loại trở kháng trong mạch điện, bạn cần chọn phương pháp đo thích hợp. Điều này đòi hỏi bạn phải tìm hiểu kỹ càng về từng phương pháp để lựa chọn chính xác.

Cách sử dụng máy đo trở kháng

Để sử dụng máy đo trở kháng cho một linh kiện, bạn có thể thực hiện theo các bước sau:

• Chuẩn bị máy đo trở kháng: Đảm bảo rằng máy đo đã được kích hoạt và có nguồn điện. Kiểm tra pin hoặc nguồn điện để đảm bảo đủ năng lượng cho việc đo.
• Tắt nguồn điện: Trước khi bắt đầu đo, bạn cần tắt nguồn điện của linh kiện để đảm bảo an toàn.
• Kết nối máy đo trở kháng: Sử dụng các đầu đo (thường là đỏ và đen) của máy đo và kết nối chúng với linh kiện hoặc mạch cần đo trở kháng. Hãy đảm bảo các kết nối chặt chẽ và không có sự cắt ngắn.
• Chọn chế độ đo trở kháng: Chọn chế độ đo trở kháng (ohm) trên máy đo thông qua nút chọn chế độ hoặc màn hình cảm ứng.
• Đo trở kháng: Nhấn nút đo hoặc nút bắt đầu trên máy đo để tiến hành đo. Kết quả sẽ được hiển thị trên màn hình.
• Đọc kết quả: Đọc giá trị trở kháng được hiển thị trên màn hình, thường là ohm (Ω) hoặc các đơn vị khác như kΩ hoặc MΩ.
• Ghi lại kết quả: Ghi lại giá trị đo được để sử dụng cho mục đích tiếp theo hoặc để so sánh với giá trị tiêu chuẩn.

‍