Hallo,
…okay, okay - logo interessiert es mich. Was hat das mit
dem Widerstand auf sich? Wie entsteht dieser genau?
Widerstand bedeutet, dass der Fluss der Elektronen (das ist der elektrische Strom) gehemmt wird. Das kann durch ein Material passieren - Kupfer behindert die Elektronen weniger als Eisen, noch mehr werden sie in Kohle gebremst. Die Elektronen werden aber auch durch elektrische und magnetische Felder beeinflusst. Und das geschieht in einem Kondensator (elektrisches Feld) oder in einer Spule bzw, einem Transformator (der eigentlich aus zwei oder mehr Spulen besteht).
Um die Elektronen zu bewegen, benötigt man eine Spannung (die erzeugt / bedeutet ein elektrisches Feld). In diesem Feld versuchen sich die Elektronen vom negativen zum positiven zu bewegen, weil sie selber negativ geladen sind und sich unterschiedliche Ladungen anziehen, gleiche Ladungen abstoßen (ähnlich wie bei einem Magneten, aber nicht genauso). Je größer die Spannung ist, desto stärker ist das elektrische Feld und desto mehr Kraft wirkt auf die Elektronen.
Unter Strom versteht man nichts anderes als die Anzahl von Elektronen pro Zeit. Wenn die Kraft auf die Elektronen größer wird, bewegen sie sich schneller, der Strom wird also größer - und umgekehrt. Wenn sich sonst nichts ändert, ist der Strom der Kraft und damit der angelegten Spannung proportional - und diesen Proportionalitätsfaktor nennt man Widerstand.
Wenn die Elektronen mehr behindert werden, bewegen sie sich langsamer, der Strom wird also kleiner - und umgekehrt. Dies kann in einem veränderlichen Widerstand wie einer Glühlampe passieren. Im heißen Zustand schwingen die Atome im Glühfaden viel stärker hin und her (Wärme ist nichts anderes als Bewegung). Dadurch stellen sie sich den Elektronen in den Weg, die müssen also einen Umweg machen und kommen langsamer voran als im kalten Zustand. Der Widerstand ist also bei einer Glühlampe temperaturabhängig.
Eine bewegte Ladung wie ein Elektron in einer Leitung erzeugt auch immer ein Magnetfeld. Die Stärke dieses Magnetfeldes ist proportional zum Strom. Wenn der Strom steigt, wird er durch den Aufbau (also das ‚Stärkerwerden‘) des Magnetfeldes behindert, die Elektronen stecken einen Teil der aufgenommenen Energie nicht in Bewegung, sondern ins Magnetfeld. Umgekehrt bekommen die Elektronen aber auch Energie zurück, wenn sie wieder langsamer werden (wobei sich das Magnetfeld dann abschwächt). Man kann also sagen, dass das Magnetfeld Änderungen des Stromes verlangsamt, sie versucht, auszugleichen.
Wenn es sich um eine einzelne Leitung handelt, ist das normalerweise kaum zu bemerken. Wenn aber mehrere oder gar viele Leitungen parallel geführt werden wie in einer Spule oder einem Transformator, wird das Magnetfeld viel größer als bei einer einzigen Leitung. Damit steigt aber auch die Energie des magnetfeldes und es stemmt sich viel stärker gegen Veränderungen des Stromes. Und das bedeutet nichts anderes, als dass die Stromänderung in einer Spule nicht so schnell geschieht wie in einem ‚normalen‘ Widerstand - die Elektronen werden zusätzlich behindert.
Gleichspannung bedeutet, dass sich die Elektronen immer in der selben Richtung bewegen. Bei Wechselspannung ändert sich jedoch die Bewegungsrichtung permanent. Bei einem normalen Widerstand bedeutet das keinen Unterschied. Wenn jedoch das Magnetfeld ins Spiel kommt, das Änderungen verlangsamt, können die Elektronen sich nicht mehr so schnell auf die wechselnde Richtung einstellen, sie werden in ihrer bewegung behindert -> der Strom bei Wechselspannung ist in einer Spule nicht so groß wie in einem normalen Widerstand. Und weil die Hemmung die Änderung behindert, ist die Behinderung umso größer, je öfter Änderungen auftreten - also je höher die Frequenz ist.
Um auszudrücken, dass ein Widerstand eben nicht konstant ist und sich bei Gleich- und Wechselspannungen gleich verhält, verwendet man hier den Begriff ‚Impedanz‘. Es bedeutet ‚frequenzabhängiger Widerstand‘. Und genau das ist ein Lautsprecher auch, denn er besteht vor allem aus Spulen (die Magnetspulen der einzelnen Lautsprechersysteme und die in der Frequenzweiche) und Kondensatoren (normalerweise nur in der Frequenzweiche, aber auch ein Piezolautsprecher ist ein Kondensator). Bei jeder Frequenz hat der Lautsprecher deshalb einen (leicht) unterschiedlichen Widerstand. Was da dann hinten draufsteht, ist die sogenannte ‚Nennimpedanz‘, die ungefähr den niedrigsten Widerstand angeben sollte.
Ach ja, die Frequenzweiche dient dazu, dem Basslautsprecher nur die niedrigen Frequenzen zuzuführen, dem Hochtöner nur die hohen. Die anderen Frequenzen können die Dinger nur sehr schlecht oder gar nicht in Geräusche umwandeln und die entsprechende elektrische Leistung wäre verloren. Deshalb mach man im einfachsten Fall vor den Basslautsprecher eine Spule (oder benutzt dessen eigene), damit durch den Basslautsprecher nur die niederfrequenten Anteile des Stroms fließen. Und vor den Hochtöner schaltet man einen Kondensator, der für hohe Frequenzen einen niedrigen, für tiefe Frequenzen einen hohen Widerstand bildet - und somit nur hochfrequenteren Strom durch den Hochtönder fließen lässt.
Gruß
loderunner (der hofft, dass die anderen Experten jetzt nicht die Hände über dem Kopf zusammen schlagen)
