오디오를 위한 옴의 법칙

앰프가 왜 4Ω에서 8Ω보다 큰 출력을 내는지, 스피커를 병렬로 더 물리면 왜 앰프가 위험해지는지, 케이블이 굵어야 하는 이유는 무엇인지 — 전부 옴의 법칙 하나에서 나옵니다. 공식 세 개만 손에 익히면 현장 계산의 대부분이 풀립니다.

기본 세 공식

둘을 조합하면 자주 쓰는 형태가 나옵니다.

• V — 전압, 볼트(V)
• I — 전류, 암페어(A)
• R(또는 Z) — 저항·임피던스, 옴(Ω)
• P — 전력, 와트(W)

임피던스가 내려가면 전류가 올라간다

앰프는 대략 정전압원처럼 동작합니다. 같은 입력 신호면 출력 전압이 일정하고, 부하 임피던스가 낮을수록 전류를 더 뽑아냅니다.

스피커를 여러 개 물릴 때

병렬로 연결하면 합성 임피던스가 내려갑니다.

70V / 100V 정전압 라인

매장·안내방송처럼 스피커가 많고 배선이 긴 경우, 앰프가 높은 전압(70.7 V 또는 100 V)으로 보내고 각 스피커에 트랜스포머를 달아 탭 와트를 뽑습니다. 이 방식의 장점:

• 전압이 높아 같은 전력에서 전류가 작다 → 얇은 케이블, 긴 거리 OK (P = V²/Z에서 Z가 커짐)
• 스피커를 그냥 병렬로 계속 추가 가능 — 탭 와트 합이 앰프 출력을 안 넘으면 됨
• 임피던스 계산 대신 와트 덧셈: 5W 탭 스피커 30개 = 150 W → 200 W 앰프면 여유 25%

케이블 손실과 댐핑 팩터

스피커 케이블도 저항이 있습니다(굵기·길이에 비례). 이 저항이 스피커 임피던스와 직렬로 들어가 전력을 나눠 먹고, 앰프의 제동력(댐핑 팩터)을 떨어뜨립니다.

• 손실을 0.5 dB 이내로 잡는 게 관례. 8Ω 스피커면 R_c ≤ 약 1Ω.
• 2.5 ㎟(≈14 AWG) 케이블의 왕복 저항은 약 15 mΩ/m. 30 m면 0.45Ω → 8Ω에서 손실 0.24 dB, 4Ω에서 0.48 dB.
• 저임피던스(4Ω·2Ω) + 긴 케이블은 케이블을 굵게. 정전압 라인은 이 문제에서 자유롭다.

흔한 실수

• 앰프 출력(W)과 스피커 정격(W)만 맞추고 임피던스를 안 본다. 부하 임피던스가 앰프 최소치보다 낮으면 W가 맞아도 위험.
• 병렬 연결로 "더 크게" 하려다 임피던스를 2Ω로 만든다. 대부분의 설치용 앰프는 4Ω까지.
• 피크 전압으로 rms 전력을 계산한다. 정현파에서 V_rms = V_peak ÷ √2. P 공식엔 rms를 넣는다.
• 정전압·저임피던스 스피커를 섞어 문다. 100V 트랜스 없는 스피커를 100V 라인에 물면 스피커가 탄다.
• 가는 번들 케이블로 저임피던스 롱런. 저역이 흐물거리고(댐핑 저하) 출력이 샌다.