アンプとスピーカーの接続

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アンプ（セパレートタイプ）とスピーカーの接続

気圧の変化である音を、ある媒体に電気信号として記録した場合、再生するには、その電気信号から再び気圧の変化を再現する必要があります。
それを行う機器がスピーカー（正式には Loud speakers) です。スピーカーを駆動するためには比較的大きな電力が必要で、再生機器からの小さな電気信号を大きな電気信号に増幅しなければなりません。それを行う機器がパワーアンプです。
スピーカーとパワーアンプを接続する際にはアンプの最大出力や出力インピーダンス*1、スピーカーの許容入力とインピーダンス*1にご注意ください。

*1 インピーダンスとは交流に対する抵抗値のようなものです。

低電圧システム（ローインピーダンス方式）

スピーカーのインピーダンスは4Ω、8Ω、16Ωといったものが一般的です。また、許容入力の規定もあり、例えば10W　8Ωと表示されていれば、そのスピーカーはインピーダンス８Ωで最大10W まで入力可能であるということを表しています。
スピーカーとアンプを接続する場合、お互いのインピーダンスを合わせる必要があります。もし、インピーダンスが合っていない（ミスマッチング）とアンプの能力を十分発揮できなかったり、アンプやスピーカーに負担がかかりすぎて故障したりする恐れがあります。高いインピーダンスのアンプに低いインピーダンスのスピーカーを接続した場合、アンプはオーバーヒートします。また、低いインピーダンスのアンプに高いインピーダンスのスピーカーを接続した場合、アンプの出力を十分に使えません。
 

スピーカーが複数個の場合

複数個のスピーカーを1 台のアンプに接続する場合、スピーカーの総合インピーダンスをアンプのインピーダンスに、マッチングさせる必要があリます。スピーカーの接続方法と総合インピーダンスには以下のような関係があります。
並列接続の場合
例えば8Ωのスピーカーを2本並列に接続すると、総合インピーダンスは4Ωとなるので、4Ωの出力インピーダンスのアンプに接続しなければなリません。
なお、同じインピーダンスのスピーカーを並列接続する場合の総合インピーダンスは、1本のスピーカーのインピーダンスをスピーカーの数で割れば計算できます。
並列接続の場合
 
直列接続の場合
例えば8Ωのスピーカーを2本直列に接続すると総合インピーダンスは16Ωとなります。なお、スピーカーの直列接続は各々のスピーカーが他のスピーカーの影響を受けやすいのであまり好ましくありません。例えば右図では1本のスピーカーが断線すれば全てのスピーカーが鳴らなくなります。
直列接続の場合

高電圧システム（ハイインピーダンス方式）

スピーカーの配線距離が長い場合や多数のスピーカーを1 台のアンプに接続する場合に、低電圧システムでは電線の低抗成分による配線ロスが多くなったリ、総合インピーダンスや接続方法の制約から接続したいスピーカーの数を接続できなかったリします。これらの問題を解決した方式がハイインピーダンス方式で、ノイズの種類によってはアンプに影響を受けにくいなどの特長もあリます。基本的にはアンプの最大出力時の電圧が100V となるインビーダンスとしています。
 

配線距離が長い場合

電力送電においても配線距離の長い送電線では非常に高い電圧で送電を行っています。なぜ電圧が高い方が有利か考えてみましょう。100W の電力をA 地点からB 地点へ送電するとき、電力（W）＝電圧（V）×電流（A）の関係より、次の（1）と（2）の場合を考えてみます。
配線距離が長い場合
（1）では10V・10Aの電源で、（2）では100V・1Aの電源でそれぞれの負荷へ送電しようとします。負荷側においてオームの法則〔電圧（E）＝電流（1）×低抗（R）〕より、（1）の負荷低抗は10V/10A=1Ωとなり、（2）では100V/1A＝100Ωとなります。
しかし、配線途中で0.1Ωの線間低抗（電線の低抗の合計）があったとすると、負荷と配線は直列接続とみなせることから（1）では1Ω＋0.1Ω＝1.1Ω、（2）では100Ω＋0.1Ω＝100.1Ωがそれぞれの電源に接続されていることになります。
（1）では10Vの電源に1.1Ω、（2）では100Vの電源に100.1Ωの低抗が接続されていることになりますので、それぞれの負荷に流れる電流はオームの法則より（1）では10V÷1.1Ω＝9.09A、（2）では100V÷100.1Ω＝0.999Aとなり、その電流が負荷に流れていることから、負荷に印加されている電圧はオームの法則によリ（1）は9.09A×1Ω＝9.09Ｖ（2）では0.999A×100Ω＝99.9Vとなりますので、実際に負荷側へ供給されている電力は電力（W）＝電圧（V）×電流（A）の関係より（1）では.09V×9.09A=82.6W、（2）では99.9V×0.999A＝99.8Ｗとなり、（2）の場合の方がロスが少ない送電ができることがわかります。
 

スピーカーの数が多い場合

ハイインピーダンス方式では最大出力時の電圧が100Vであり、スピー力側においても許容入力によりインピーダンスが決まっています。例えば許容入力10Wのスピーカーの場合、100V×0.1A=10Wですのでオームの法則より100V÷0.1A＝1000Ω＝1kΩとなります。尚、通常はハイインピーダンス方式の場合、スピーカー側にはマッチングトランスが付いており、例えば10Wのスピーカーでも1kΩ以外に2kΩや3.3kΩ等のインピーダンスが選択できるようになっており、アンプに接続するスピーカーの数に応じて選択すれば、数多くのスピーカーを並列に接続することが可能です。
　また、ハイインピーダンス方式の場合、接続するスピーカーの総合インピーダンスがアンプのインピーダンスより小さくならなければ、必ずしもインピーダンスがマッチングしていなくてもたいていの場合は使用可能です。
例えばST-305Kの場合、最大出力30Wですので、出力インピーダンスは330Ωです。よって、スピーカー（NK-310）を3台接続する場合は総合インピーダンスは1kΩ÷3＝333Ωで、接続できますが、そのまま6台接続しますと1kΩ÷6＝167Ωとなり、アンプが過負荷となってしまうため、（NK-310）の2kΩの端子を選択しますと、2kΩ÷6＝333Ωとなり接続可能となります。
 
例：アンプ（ST-305KまたはST-302P）にスピーカー（ＮΚ-310）を複数台接続する場合の各スピーカーのインピーダンス
スピーカーの数が多い場合
 

スピーカー入力と、最大音圧レベル（音量）の関係

スピーカースピーカーの入力
1W2W5W10W15W20W30W
NS-385W約90dB約93dB約97dB----
NS-13C5W約96dB約99dB約103dB----
NS-255W約102dB約105dB約109dB----
NK-1055W約104dB約107dB約111dB----
NK-11010W約104dB約107dB約111dB約114dB---
NK-11515W約104dB約104dB約111dB約114dB約114dB--
NP-53535W約106dB約109dB約113dB約116dB約118dB約118dB約121dB
NK-31010W約121dB約121dB約111dB約114dB---
ES-10F10W約102dB約105dB約109dB約112dB---
CS-2933W約91dB約94dB-----
CS-2955W約91dB約94dB約98dB----
CT-380A15W約106dB約109dB約113dB約116dB約118dB--
CT-510B30W約108dB約111dB約115dB約118dB約120dB約121dB約123dB
LHA-30T30W約101dB約104dB約108dB約111dB約113dB約114dB約116dB
この表の数値は、理論値です、音圧レベル（音量）は、1kHZ 正弦波を再生した値です。録音内容や音色により、変動します。また、ハイインピーダンス方式の場合は、ボリューム最大時に出る音圧レベルを表し、ローインピーダンス方式の時、これ以上にボリュームを上けるとスピーカーが破損するおそれがあります。
 
スピーカーへの入力の違いによるスピーカーからの音圧レベルは、下記の式から計算できます。
音圧レベル計算式
 
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