1-1-6 : Impédance

Mise à jour : 5 mars 2023, Antidote 11.

 

La question revient souvent sur les forums :
Les indications sur les amplis ne sont pas assez claires pour les non spécialistes.
L'impédance des enceintes est bien comprise, mais demande à être expliquée.
Il y a une grande peur d'abîmer son ampli avec des enceintes dont l'impédance serait mal adaptée.

 

Impédance minimale pour un ampli :

Plus un ampli délivre de courant dans une enceinte, plus il chauffe. S'il chauffe de trop, il grille.
J'ai employé le terme de courant et pas de puissance, qui est l'unité habituelle des amplis.

Pour être tout à fait exact, un ampli est un générateur de tension. Cette tension est convertie en courant en fonction de l'impédance de l'enceinte.
Loi d'Ohms : U = Z * I, ou encore I = U / Z.
Puissance : P = U * I = U² / Z = Z * I²
Prenons un ampli qui délivre 20 V dans une enceinte de 8 Ohms. Le courant sera : 20 / 8 = 2.5 A. La puissance sera : 20 * 2.5 = 50 W.
Prenons un ampli qui délivre 20 V dans une enceinte de 4 Ohms. Le courant sera : 20 / 4 = 5.0 A. La puissance sera : 20 * 5 = 100 W.

Vous avez tous lu, sur la documentation de votre ampli, qu'il donnait une puissance plus importante sur une impédance de 4 Ohms que sur une impédance de 8 Ohms.
En pratique il délivre un courant plus important sur une enceinte de  4 Ohms que sur une enceinte de 8 Ohms, la tension est la même.

C'est un courant trop important qui va faire griller votre ampli.
Le problème n'existe que sur les impédances faibles. Si votre enceinte faisait 16 Ohms, le courant ne serait que de 1.25 A, donc absolument sans risque.

 

Impédance d'une enceinte :

L'impédance d'une enceinte est l'un des plus beaux "flous artistiques" que nous a sortis la hi-fi.
C'est une valeur normalisée assez proche de l'impédance minimale de l'enceinte.

Prenons la courbe d'impédance (verte) d'une enceinte. Dans le cas présent c'est un VISATON B200 monté sur baffle plan.

 

Il y a un minimum de 5 Ohms au courant continu, un maximum de 42 ohms à la fréquence de résonance du haut-parleur, un deuxième minimum de 6.5 Ohms dans le bas médium, et une remontée dans les aigus.
Ce haut-parleur a une impédance normalisée de 8 Ohms.

Si nous branchons cette enceinte sur un ampli :

• Dans toute la zone de 20 Hz à 150 Hz, l'impédance est supérieure à 10 Ohms et l'ampli ne chauffera pas de trop.
• Dans la zone de 150 Hz à 2000 Hz, l'impédance est faible et l'ampli va souffrir.
• Dans les aigus l'impédance remonte dans ce cas, mais sur une enceinte multivoie les choses sont différentes. Arrêtons-nous à 2000 Hz.

La zone la plus dangereuse pour l'ampli est celle entre 150 et 2000 Hz, pour des valeurs comprises entre 6.5 et 10 Ohms, en parfaite relation avec une impédance normalisée de 8 Ohms.
L'impédance est un joli "flou artistique" qui a sa logique...
Votre ampli n'a pas de logique et verra les 6.5 Ohms, c'est cette valeur qui va faire chauffer votre ampli, et qui peut le faire griller.

Je voudrais faire une parenthèse sur la zone de 20 à 150 Hz.
L'impédance est élevée. Mais la courbe de phase (grise) est perturbée et passe de +45° à -45° entre 30 Hz et 80 Hz.
Tous les amplis supportent, certains n'apprécient pas. Tous ne sont pas bons dans le grave...
Continuons la parenthèse.
Sur une enceinte avec évent, il y a 2 bosses d'impédance dans les graves. Je ne vous explique pas la gueule de la courbe grise. Certains amplis apprécient encore moins...

 

Ampli et enceintes :

Les amplis ont souvent deux paires de bornes pour brancher les haut-parleurs, une paire A et une paire B.
Un commutateur permet de choisir soit la paire A, soit la paire B, soit la paire A+B.
(Je parle ici des amplis à transistors, la problématique est différente sur les amplis à tubes, par la présence des transformateurs de sortie.)

Nous allons prendre, comme exemple, un ampli qui accepte les enceintes de 4 et 8 Ohms.
Les enceintes de 16 Ohms ne sont pas citées, mais elles peuvent être utilisées, car le courant délivré par l'ampli sera plus faible.
Je rappelle que c'est un courant trop fort qui peut faire griller un ampli.

 

Une seule paire d'enceintes :

Si vous n'avez qu'une seule paire d'enceintes à utiliser, vous les branchez comme vous le souhaitez sur la sortie A ou la sortie B.
L'ampli verra l'impédance de l'enceinte. Que cette impédance soit de 4, 8 ou 16 Ohms, l'ampli n'a pas de problème.

 

Deux paires d'enceintes :

Vous branchez la première paire d'enceintes sur les 2 sorties A, la seconde paire d'enceintes sur les 2 sorties B.
Dans l'ampli les paires A et B sont branchées en parallèle.
Rappel : 1 / R = ( 1 / R₁ ) +  ( 1 / R₂ ) ou encore R = R₁ * R₂ / ( R₁ + R₂ ). L'impédance normalisée est assimilable à une résistance...

• Si chaque paire fait 16 Ohms d'impédance normalisée, l'ampli verra une impédance de 16 * 16 / ( 16 + 16 ) = 8 Ohms. Il est prévu pour.
• Si vous branchez une paire qui fait 8 Ohms et l'autre qui fait 16 Ohms, l'ampli verra une impédance de 8 * 16 / ( 8 + 16 ) = 5.3 Ohms. Il est prévu pour.
• Si chaque paire fait 8 Ohms d'impédance normalisée, l'ampli verra une impédance de 8 * 8 / ( 8 + 8 ) = 4 Ohms. Il est normalement prévu pour, mais vérifiez la doc de l'ampli.
• Si vous branchez une paire qui fait 16 Ohms et l'autre qui fait 4 Ohms, l'ampli verra une impédance de 16 * 4 / ( 16 + 4 ) = 3.2 Ohms. L'ampli a de bonnes chances de partir en fumée.
• Si vous branchez une paire qui fait 8 Ohms et l'autre qui fait 4 Ohms, l'ampli verra une impédance de 8 * 4 / ( 8 + 4 ) = 2.7 Ohms. L'ampli partira en fumée à coup sûr.
• Si chaque paire fait 4 Ohms d'impédance normalisée, l'ampli verra une impédance de 4 * 4 / ( 4 + 4 ) = 2 Ohms. L'ampli partira en fumée à coup sûr, avant même d'avoir fini la lecture de cette ligne.

 

SONO :

Si l'impédance vue par l'ampli est de 4 Ohms, et que vous faites un usage SONO de votre installation alors qu'elle est prévue pour de la hi-fi, si vous poussez les graves et les aigus à fond, si vous mettrez le loudness, si vous mettez le volume à fond, votre ampli partira aussi probablement en fumée parce que vous lui en demandez plus que ce pour quoi il a été conçu.
Les amplis de SONO ont une ventilation forcée asservie à la température, ce n'est pas pour rien.

 

Dôme Acoustique