1ワット8オームスピーカーは何ボルトを取ることができますか？

私はArduinoプロジェクトで作業していますが、Arduino UNOの出力ピンが40 mAしかないため、音が低すぎます。NPNトランジスタを接続して音を増幅することはできますが、スピーカーを爆破したくありません。1ワット、8オームのスピーカーはどのくらいの電圧を処理できますか？

それは1Wの電力を取ることができます。電圧は問題ではありません。

1Wを超えると、コイルが過熱して溶けます。

8Ωです。DCの観点から見てください。つまり、単純なオームの法則を使用してそれを調べることができます。

あなたは1Wと8Ωを持っています。これらの2つの値を組み込む2つの式があります。

$P=I²R$

そして

$P=\frac{V²}{R}$

私たちは電圧に関心があるので、2番目を並べ替えて次のようにします。

$V=\sqrt{P×R}$

したがって、8Ω負荷を介した1Wは2.83Vでなければなりません。現在のものを再配置すると、次のようになります。

$I=\sqrt{\frac{P}{R}}$

そして、0.354A、つまり353.55mAの電流が流れます。

IOポートが40mAに制限されているという事実（つまり、これは絶対最大値です。Atmelは20mA以上を推奨していません）は、次のことを意味します。

$P=VI = 0.2W$。これが、スピーカーが溶けず、大音量でもない理由です。

それであなたは何がほしいの？

まあ、無制限の電流が利用可能なスピーカー全体で2.83V、または電流353.55mAで利用可能な無制限の電圧が必要です。前者の方が実現可能であるため、それを行います。

単純な分圧器は、電圧を2.83Vに制限できます。式

$V_{OUT}=\frac{R_2}{R_1+R_2}V_{IN}$は、次のように再配置できます。

$R_1=R_2(\frac{V_{IN}}{V_{OUT}}-1)$

R2は8Ωです。Vinは5V、Voutは2.83Vです。値を代入すると、次のようになります。

$R_1=8(\frac{5}{2.83}-1)$

6.134Ωになります。最も近いE24は6.8Ωで、理想的です。もちろん、少なくとも1W、できればもう少し、素敵な分厚い抵抗器が必要です。

回路図は次のようになります。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

または、より伝統的なクラスAのアンプ配置の場合：

^{この回路をシミュレート}

もちろん、6.8Ωの抵抗は、その両端の5V全体に対応する必要があるため、3.6W以上にする必要があります。

電力=電圧x電流
電流=電圧/抵抗
電力=電圧x（電圧/抵抗）
電圧^ 2 =電力x抵抗
電圧= sqrt（電力x抵抗）= sqrt（1 * 8）= sqrt（8）= 2.83 V

スピーカーの定格がピークパワーとRMS（平均）パワーで指定される場合があるため、これは簡単な質問ではありません。http：//www.bcae1.com/speakrat.htm

どちらの方法でも、最大電流または最大電圧を計算するために、スピーカーが抵抗器のように機能すると想定できるため、P = U ^ 2 * Rです。Uの場合、スピーカーの定格に応じて、振幅またはRMS値のいずれかをプラグインする必要があります。

また、単一のトランジスタで増幅すると、方形波信号を使用している場合を除いて、多くの歪みが発生する可能性があります。「エミッタ接地アンプ」やオペアンプ回路など、いくつかの基本的なアンプ回路について読んでください。

スピーカーをNPNトランジスターのエミッターにDC接続し、Arduino（おそらく5Vロジック）からベースに給電している場合、スピーカー全体で約4.3ボルトのピークDC電圧が表示される可能性があるため、正しくバイアスする必要があります。その後、静止状態で約2.2ボルトになります（スピーカーに印加される歪みのないAC信号を最大化するため）。

この2.2ボルトは、約370mAのスピーカーを通るDC電流を強制します。これは、約6オームである8オームスピーカーのDC抵抗の可能性に基づいています。これは、0.806ワットの電力（熱）を生成しているため、オーディオに残っている「スペアワット数」は200mWをわずかに下回ります。これは1.265ボルトRMSまたは約3.6ボルトppの正弦波振幅に相当します。

プッシュプル回路とコンデンサーデカップラーを使用した場合、インピーダンスが8オームの1ワットのスピーカーは、ピークツーピークで約2.828V RMSまたは8ボルトを処理することが期待できます。より良い回路は、約7dB大きくなり、歪みが少なくなります。