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[오디오상식] 스피커에서 임피던스와 위상각이란???
HIFI게시판 > 상세보기 | 2011-10-12 10:49:45
추천수 2
조회수   2,391

제목

[오디오상식] 스피커에서 임피던스와 위상각이란???

글쓴이

이종남 [가입일자 : 2004-09-03]
내용
스피커의 임피던스는 교류부하의 특성인 LCR의 부하성분을 모두 합쳐서 옴으로 표시하는 것은 잘 아실듯 합니다. 이 수치가 낮을 수록 앰프는 동일 음량을 내기 위해서는 더 많은 출력을 내보내야 하기 때문에 앰프의 부담은 늘수 밖에 없습니다..



이 임피던스와 같이 중요하게 봐야 할 것이 위상각이라는 수치인데.. 이 수치는 가정용 전력요금 계산에서 역률을 생각하면 좀 쉽게 이해가 될 것 같습니다..



가정전력은 사용량만큼 요금을 내는 것은 상식이지요. 하지만 실제 가정에 공급된 전력과 사용하는 전력과 차이가 있다는 것은 잘 모르시는 분이 계시더군요.. 그것을 역률이라고 합니다. 즉 역률이 높음 한전이 공급하는 전기의 양과 가정에서 실제 사용을 해서 요금이 매겨지는 전기의 양이 차이가 많이 난다는 말입니다...



교류는 전압도 +/- 220V로 움직이지만 전류값도 역시 움직입니다..그래서 전류값과 전압값이 똑같이 움직여야 전류*전압=전력 이라는 공식이 성립이 되는데.. 만약 전류의 사이클과 전압의 사이클이 차이가 생긴다면.. 전류*전압=전력 이라는 공식이 깨져버립니다.



그래서 전압과 전류의 사이클의 차이를 각도로 따져서 공식을 만들면



전류*전압*cos(전압 전류의 위상차 각도)= 실사용 전력



이라는 역률계산 공식이 나옵니다..



이것은 소비자인 가정입장에서는 이익입니다만 한전입장에서는 참 짜증(???)나는 일입니다.. 요금도 받지 못하고 실제 사용도 하지 않지만 전기는 무조건 공급을 해야하므로 발전소와 송전설비는 역률과 상관없이 100% 전력을 보내주어야 합니다..



이런 역률 계산은 앰프와 스피커사이에서도 일어납니다.. 즉 다시 말하면 앰프는 한전이 되겠고 스피커는 가정소비자가 되겠지요... 그것을 위상각이라고 합니다..

위상각이 크면 앰프(한전)은 스피커(가정)가 실제 소비하는 전력보다 더 큰 전력을 보내주어야 스피커를 만족시킬 수가 있다는 것이지요... 한전이 짜증나는 것처럼 앰프도 역시 스피커의 위상각이 크면 부담이 많이 되어서 짜증이 날 수 밖에 없지요..








그림은 공칭임피던스 8옴에 음압은 92dB짜리 대형스피커입니다. 음압이 92로 비교적 높다고 작은 출력의 앰프를 달 수 있을까요??



그림에서 보면.. 저역 공진주파수를 넘자마자 60Hz에서 800Hz까지 긴 주파수구간의 임피던스는 4옴도 채 이르지 못합니다. 대형스피커들은 이렇게 앰프출력을 많이 잡아먹는 저임피던스 주파수구간이 깁니다. 공칭임피던스와 음압은 이것과 아무 상관이 없습니다. 스팩이라는 것은 특정주파수대의 대표값일 뿐입니다. 여기다가 60Hz를 보면 위상각이 50도를 넘어버리지요. 그럼 가뜩이나 임피던스가 낮아서 스피커가 출력도 많이 잡아먹는데.. 위상각까지 크면 앰프는 더더욱 사용도 못하고 소리도 안나는 출력을 더 내야 합니다..



음압이 92dB라고 절대 우습게 볼 스피커가 아니라는 것이지요...








다음은 8옴에 음압 85dB짜리 북셀프입니다. 일반적으로 울리기 어렵다는 밀폐형이지요.. 게다가 음압도 상당히 낮고요.. 하지만 그래프를 보면 앰프가 스피커를 드라이빙하기 전혀 어려움이 없을 것 같습니다.. 임피던스가 공칭보다 아래로 내려가는 구간도 얕고 길지도 않습니다. 그나마 3.5Khz에서만이 약간 어려움이 있겠네요.. 하지만 이정도면. 웬만한 보급형 앰프의 출력이면 감당을 할 수 있을 것 같습니다..



이처럼 앰프와 스피커의 상관관계는 임피던스 위상각 그래프만 봐도 앰프의 능력이 그리고 소리가 과연 모든 스피커에서 똑같을까? 하는 의문이 저는 생깁니다...



첫번째 스피커에다가 앰프는 소리 차이가 없고 음압이 높다고 대충 보급형 앰프 달고 좀 넓은 장소에서.. 소리 키우면 아마도 앰프 제대로 소리도 내기 전에 바로 기절을 할 것 같습니다...



이처럼 앰프의 능력을 볼려면 다이나믹 환경을 봐야 합니다.. 자동차도 역시 능력을 볼려면 직접 운전하면서 커브도 틀어보고 가속도 해보고 브레이크도 잡아보고 비포장도 달려보고 하는 것 처럼요..



운전도 안해보고. 어떻게 자동차를 평가한다는 것일까요????
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손일철 2011-10-12 11:12:12
답글

문제는 이러한 이론 자체가 아니라, 이러한 이론적인 차이가 실제 청감상 얼마만큼의 의미를 가지느냐에 대한 의견이 서로 다르다는 데에 있다고 봅니다.<br />
예를들어 방사능 수치가 기존보다 10배 늘었다고 한다면, 10배 늘어서 문제가 된다가 아니라 10배 늘었을 때 인체에의 영향이 얼마만큼 차이가 나느냐가 중요하듯이 말입니다. <br />
결국 문제는 블테란 주제로 귀결되고, 다시 그 챗바퀴 속으로 들어간다는...

이종남 2011-10-12 11:18:02
답글

자동차도 역시 뒷자석에만 앉아서 눈가리고 창 밖도 못보게 한다면...<br />
<br />
소나타나.. 벤츠나 그 차이는 확 줄어들 것 같습니다...<br />
<br />
그나마 경험이 있는 사람들이나 좀 알아 차릴까... 자동차 경험이 없는 애들이나 아프리카 미개인들은 소나타나. 벤츠나.. 똑같을 껍니다.. ^^

김필성 2011-10-12 11:29:37
답글

소나타나 벤츠나 눈가리고 타면 차이가 확 줄거란거...공감합니다...그런데 그 말 자체역시 소나타나 벤츠나 일상영역 구동에선 그리 큰 차이가 없다는 소리가 될수있습니다. 모든 사람들이 대편성을 즐기고 초고음과 초저음의 다이내믹함을 즐기는게 아닌것처럼요. 차량도 마찬가지구요...돈 더 주면 당연히 좋아지죠. 차도 승차감이나 내장의 안락함, 그리고 비쌀수록 비싼값을 하겠지란 기대심리가 커지잖아요. 솔직히 벤츠도 벤츠 마크 떼고 겉껍데기 다른걸로 포

김필성 2011-10-12 11:33:24
답글

앰프 논란과는 별개로 좋은 글 올려주신건 감사드립니다. 공대출신이라 그런가 음악듣는것도 좋아하지만 이런거 보는것도 무척 좋아하는 편이라서요..ㅎㅎㅎ...전자파 무반향실에 스피커 들고가서 한번 기기로 찍어보고 싶다는 생각도 드는 요즘이네요...학부때 오디오 취미가 있었으면 좀더 전공생활이 재밌었을텐데 하는 아쉬움이 남습니다...

손일철 2011-10-12 11:44:10
답글

직은 차이에 집착하는 이유는 매니아이기 때문이죠. 카메라렌즈도 50만원짜리나 500만원짜리나 일반인들에게는 별 의미가 없지만 찍사들에게는 그렇지 않듯이 말입니다. 그건비단 앰프 뿐만이 아니라 스피커도 마찬가지이죠 다만 스피커는 주파수특성이란 정적특성이 기기마다 다르기 때문에 앰프보다는 쉽게 차이를 느끼는 것일 뿐 소리란 주파수특성이 전부가 아니니까요.

석경욱 2011-10-12 12:05:17
답글

위상각에 대한 생각을 하면 여자들 걸음걸이와 유방의 흔들림이 생각납니다.<br />
제가 뭐 좀 야한 생각을 많이 하는 편이지만, 나쁜 짓은 별로 많이 하지 않았습니다.<br />
<br />
여자들이 걸으면 유방이 좌우로 따라서 흔들립니다.<br />
자세히 관찰해보면 그 흔들림이 걸음보다 위상이 늦음을 알 수 있습니다.<br />
천천히 걸을 때는 그 흔들림이 적다가, 점차 빨리 걸음에 따라 젖가슴 흔들림의 진폭이 커집니다.<br

박성길 2011-10-12 12:52:05
답글

좋은 정보 감사합니다~~!!<br />
<br />
이건 저의 주관적인 느끼일뿐이지만<br />
<br />
인켈ak-650을 한대 가지고 있는데 지금까지 중형북쉘프 이하의 스피커여러개<br />
<br />
물려 &#48419;지만 대체적으로 만족 했습니다~!<br />
<br />
근데 온쿄 리버풀d500ii란 스피커를 물렸을때 중음이 많이 빈 느낌이들고<br />
<br />
2-3khz의 자극을 다른 스피커에 비해 많음

양태섭 2011-10-12 13:45:30
답글

석경우씨 설명 대박입니다 ㅋㅋㅋ

석경욱 2011-10-12 14:18:43
답글

양태섭님, 좋게 받아들여주시니 고맙습니다.<br />
<br />
이종남님, 자잘한 것은 대충 무시하고 생각하면, 앰프를 힘들게 하는 것은 앰프에서 일으키는 전력손실입니다.<br />
스피커의 위상각 때문에 앰프가 더 받아야 하는 전력손실은 그다지 크지 않습니다.<br />
<br />
앰프의 전력손실은, (+)방향 전해콘덴서로 부터 흘러나가는 전류 곱하기 전해콘덴서 전압, 그리고 (-)방향 전해콘덴서로 흘러들어가는 전류 곱하기 그 전

이종남 2011-10-12 14:31:03
답글

석경욱님//<br />
<br />
그말이 그말인 것 같습니다. 전 스피커의 입장에서 주로 설명을 하는 것이고 석경욱님의 같은 현상을 앰프의 입장에서 이야기하는 것이고요....<br />
<br />
위상각이라는 현상은 교류부하에서 그것이 앰프에서 손실이 되든 스피커에서 손실이 되든... C값과 L값때문에 생기는 것이거든요....<br />
<br />
어찌 되었든.. 앰프의 성능을 볼려면 다이나믹환경을 보라는 것이지... 눈감고 음

석경욱 2011-10-12 14:47:42
답글

하이엔드 앰프라는 것이 더 소리가 좋다는 것이 과학적으로 입증된 적이 없습니다.<br />
느끼기 힘들만한 작인 차이일 지라도 하이엔드 앰프에서 구사하는 기술이 이러 이러 해서 소리가 좋다는 과학적 설명도 없습니다.<br />
그깟 오디오 앰프 만드는데, 아무리 좋은 부품으로 충실하게 만든다고 해봐야 별로 비싸질 것도 없습니다.<br />
(별 이유없이 우라지게 비싼 하이엔드 부품은 반칙)<br />
회로 또한 열심히 공부한 대학2년생이

석경욱 2011-10-12 14:53:40
답글

이종남님께서 다이내믹 상황에 기대를 거시는 모양인데,<br />
Step Function Response 가 상당히 많은 것을 보여줍니다.<br />
제가 멋 모르고 샀던 120만원짜리 페로앰프는 오버슈트에 지글지글, 아남과 인켈의 보급형 앰프들은 오버슈트없이 보기좋은 파형을 보여주더군요.<br />
제 페로앰프는 조금 열받으니 그 오버슈트가 발진으로 자라나서 폭발해버렸습니다.<br />
스피커 트위터들까지 데리고 갔답니다.<br />

이종남 2011-10-12 14:54:42
답글

석경욱님// <br />
<br />
석경욱님이 이야기하는 과학이라는 것에 통계가 들어가는지 모르겠습니다.. <br />
전 통계라는 분야를 가장 진보된 과학이라고 생각을 합니다... <br />
<br />
당장 눈에 보이는 계측치나 논리적인 해석은 오류가 발생할 수 있지만... <br />
오랜시간을 두고 생겨나는 여론이라는 통계는 거짓을 말할 수가 없습니다.... <br />
<br />
전 석경욱님이 이야기하는 과학이라는

석경욱 2011-10-12 15:03:55
답글

이종남님,<br />
<br />
물리학의 모든 법칙들이 수정되고, 다른 우주에서는 다를지 몰라도 통계물리학은 틀릴 수 없습니다.<br />
고무줄이 줄어들려고 하는 것, 공이 튀어 오르려는 것 등 등이 그럴 확률이 안그럴 확률보다 훨씬 높기 때문에 일어납니다.<br />
전자회로이론도 통계이론이라고 볼 수 있습니다.<br />
<br />
통계이론은 또 근사이론이라고 볼 수 있습니다.<br />
전원부의 요동, 스피커의 지걱거림,

이종남 2011-10-12 15:13:15
답글

석경욱님// <br />
<br />
" 교란이 어지간히 발생해도 앰프는 입력 신호의 모양을 거의 근사하게 동일 모양으로 확대하여 스피커로 보내게 설계......................" <br />
<br />
여기서 "어지간히" 라는 아주 애매한 단어가 오디오파일을 환장하게 만드는 것이거든요.. <br />
게다가 실제 "어지간히.." 가 일년에 한두번 나타나면 문제가 안되겠지만... 상황에 따라서는 하루종일 계속 나타나기도

석경욱 2011-10-12 15:48:52
답글

그렇죠.<br />
플라시보효과 외에는 음악듣는데 비싼 앵프가 더 좋을 이유는 별로 없죠.<br />
음악감상이 문제가 아니라, 완벽한 기기를 갖고 싶은 집착이자 욕심이지요.<br />
그 기기에 대해 제대로 알지도 못하면서... 그저 안쓰러운 짝사랑이자 페티쉬이자 우상숭배로군요.<br />
그러니 매니아지요.<br />
매니아가 원래 미쳤다는 뜻이지요,

손일철 2011-10-12 15:56:38
답글

미친 것 맞습니다. 맞구요...<br />
그래서 취미가 뭐냐 물으면 선뜻오디오라 얘기하기가 꺼려지구요...<br />
그런데 비단 오디오계 뿐만 아니라 여기저기 미친 사람들이 갈 수록 많아지고 있는 것 같습니다.

김필성 2011-10-12 15:58:05
답글

기기의 오차보단 인간 기억의 오차가 더 크죠. 사람의 기억이란게 얼마나 믿기 힘든것인가는 실제 사례로도 나와있는 상태입니다. 과거기억에 대해서 사람이 갖고있는 감정등과 잘못된 착각등으로 착색되서 실제론 있지도 않은 일을 실제 경험한 기억이라고 생각하는 경우가 흔하게 있죠. 분명 본인 스스로는 실제 있었던 일이라고 기억합니다만 그렇지 않은 경우거든요...이와 관련해서 형사학적으로 꽤나 유명한 사례가 있었던걸로 아는데...이런 잘못된 기억의 오류는

김대선 2011-10-12 16:06:29
답글

좋은 글 감사합니다. 잘 몰랐던 부분을 쉽게 말씀해주시네요.

임향택 2011-10-12 22:15:02
답글

좋은 정보 감사합니다. 감도높은 대구경 스피커가 저렇게까지 임피던스가 떨어질 줄 몰랐네요. 그것도 긴 주파수 구간에서... 결코 만만하게 봐서는 안되겠네요...

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