스피커의 4옴 8옴 16옴 32옴, 50옴 이나 75옴 동축케이블 등은 대체 왜 표기하고 있는 것일까?
이것은 증폭기에 내부저항(출력 혹은 입력 저항) 때문에 존재한다.
동축 케이블의 저항 역시 안테나의 내부저항(임피던스) 때문에 존재한다.
증폭기의 입출력 저항이 0 옴, 혹은 어떤 신호원(안테나 같은)의 내부저항이 0옴 이라면
참 좋겠지만 아쉽게도 이것은 현실에서는 불가능 하다. 입출력 저항은 항상 존재한다.
내부저항에 대한 이해를 돕기 위해 예를 든다.
어떤 증폭기의 출력저항(내부저항)이 1옴 일 때, 여기에 0 옴(쇼트된) 부하를 연결하면..
증폭기에서 내보내는 모든 신호는 부하로 가지 않고 증폭기 내부에서 소모되어 버리고,
출력은 없다.
다시 말해, 부하로 갈 신호가 나가지 못하고 증폭기 출력저항에서 열로 되어버린다.
이것은 부하저항이 없으니(0옴) 당연한 것 이다. 즉, 증폭기 내부저항이 부하저항 처럼 된다.
그렇다면 어떤 증폭기의 출력 저항이 2옴 일 때, 여기에 1옴 짜리 부하를 연결하면?
증폭기 내부저항과 부하에서 2:1 의 비율로 전력이 소모된다.
다시 말해 부하로는 1/3 밖에 출력하지 못한다.
결론적으로 간단한 수식으로 증명되는데 "내부저항 = 부하저항" 이라는 간단한 공식이
성립될 때, 부하로 가장 큰 전력이 흐른다.(즉 손실이 가장 적다)
부하저항을 줄이면 더 많은 전력이 흐를 거 같지만 부하저항이 내부저항보다 작거나,
더 커도 부하로 가는 전력은 줄어든다.
따라서 낭비없는 전력의 전송을 위해서, 회로를 설계할 때 미리 내부저항, 다시 말해 부하저항
(내부저항=부하저항 일 때 가장 효율이 좋으므로 둘의 값은 같다고 생각하는게 편하다)을
미리 정해 두어야 한다.
이것을 미리 정해진 표준으로 하지 않는다면,
임피던스가 제각각인 장비를 접속할 때마다 부하 임피던스 매칭이라는 단계가 필요하게된다.
(즉 비용 상승이 발생한다.)
그래서, 정해진 것이 보통의 오디오 앰프는 부하 임피던스가 8 또는 4 옴.
TV, FM 라디오 등의 다이폴계 안테나를 사용하는 수신기의 경우 입력이 75옴(평행피더는 300옴).
무전기 등 수직 계열의 안테나를 주로 사용하는 무선 시스템에서 입력이 50옴 이다.
또한 전화(오디오도 비슷하다)에서는 600옴을 쓴다.
중요한 것은 안테나에도 내부저항이 있으며 이 값이 50옴 또는 75옴 이라는 것이다.
우리는 이것을 안테나의 임피던스 라고 부른다.
(고정된 값은 아니며 안테나 형태에 따라 다양한 값을 보인다. 그러나 0 을 가진건 없다.)
따라서 안테나로부터 수신되는 미세신호 전력을 가장 효율적으로 전송 받으려면 수신기의 입력저항
역시 안테나에 맞도록 설계 되어야 한다는 것은 당연한 얘기다.
그 이상, 혹은 그 이하가 되어도 수신된 신호는 손실되며 바로 이 상황이 임피던스 미스 매칭,
즉, SWR 이 맞지 않는 상태가 된다. 햄이라면 익히 알겠지만 말이다.