Расчет провода для усилителя авто
АвтоЗвук #2 Питание.Расчёт сечения
Важный момент при постройке схемы звука выбрать правильное питание усилителя, наиболее популярным сейчас является кабель КГ — цена/качество на уровне, найти его в любом уголке нашей необъятной достаточно просто. А вот с выбором сечения появляются проблемы…
Немного загляну вперед и напишу формулу макс.мощности, грубовато Pmax=U*I*КПД, где Pmax — макс.мощность усилителя, U- напряжение на клеммах усилителя, I — макс.ток, потребляемым усилителем — один из наиболее верных вариантов узнать макс.ток посмотреть на номинал предохранителя. Для примера макс.мощность для усилителя с предохранителем 30А при напряжении 14В и КПД (большинство усилителей класс AB, 50-60% КПД) будет приблизительно 210 Вт. Стоит осознать что макс.мощность на коробках усилителей в большинстве случаев это маркетинговый ход.
Для чего аудиофилы тянут так много «силы»?
С точки зрения электрика для работы усилителя в 30А при 14В хватит провода ПВ2 1*2,5 или чуть более. На деле усилитель заработает, точка зрения аудиофила другая:
Задача проводов питания в АЗ — передача напряжения с минимальными потерями. Что это значит?
Провод – это, по сути, простой кусок металла, который обладает определенным электрическим сопротивлением. И чем он тоньше, тем его сопротивление выше. Когда через провод течет ток, то на нем возникает некоторое падение напряжения, а значит, ровно на такую же величину просаживается питающее напряжение на клеммах усилителя. Особенно это заметно в моменты, когда он потребляет большой ток (например, когда воспроизводится мощный бас). Отсюда вывод — сечение увеличивается с увеличением мощности аудиосистемы.
Теперь перейдём к расчёту необходимого нам сечения кабеля:
Предположим, нам нужно подключить усилитель, который максимально может потреблять ток I = 30 А. Размещать мы его будем в багажнике и для его подключения к аккумулятору нам понадобится кабель длиной 8 метров («+» и «-» от АКБ).
Вариант №1. Использование готовых таблиц.
Силовые провода
Подбор силового кабеля
Работу электрической схемы постоянного тока можно легко объяснить, применяя аналогию движения электронов по проводнику движению воды по трубопроводу. Электрическая цепь ведет себя аналогично гидравлической системе подачи воды под давлением. Электрический провод, по которому движутся электроны — это труба, по которой течет вода. Аккумуляторная батарея аналогична водонапорной башне (или насосу), которая создает давление в системе. Разность давления воды между начальной точкой трубы, где установлен насос и ее конечной точкой заставляет течь воду по трубопроводу. Точно так же, разность потенциалов (напряжение) на концах проводника обеспечивает движение электронов по проводу. Количество воды, протекающее за определенный промежуток времени через сечение трубы называют расходом воды в трубе (литр/сек). Аналогично расходу воды, сила тока в проводнике определяется как количество электрического заряда, переносимого за определенный промежуток времени через сечение провода. Если сила тока со временем не меняется, то такой ток называют постоянным. Прение, возникающее в роцессе движения электронов о кристаллическую решетку проводника принято называть сопротивлением проводника.
Сопротивление измеряется в Омах. По закону Ома для участка цепи сопротивление равно отношению напряжения к силе тока.
1 Ом = 1 Вольт /1 Ампер
280 Вт. (максимальная мощность)
Основы электротехники гласят, что мощность равна произведению силы тока на напряжение. Следовательно, сила тока равна: Ампер = Ватт/Вольт.
Напряжение в сети автомобиля известно и равно приблизительно 13В. Значит, ток потребляемый нашим усилителем будет равен: 280 Вт /13 В = 21.53 A
Подобные вычисления следует произвести для каждого усилителя в аудиосистеме. После необходимо определить длину силового кабеля от аккумулятора до распределительного блока, а затем от этого блока до каждого компонента системы. Зная потребляемую силу тока и длину кабеля, обращаемся к специальной таблице подбора сечения и длины кабеля и подбираем необходимый калибр кабеля. Данные в таблице учитывают тот факт, что силовой кабель, сечение которого подобрано удовлетворяет не только потреблению тока усилителем, но и рассчитано на питание остальных компонентов аудиосистемы. Сечение заземляющих кабелей должно быть такое же, как и сечение питающих проводов.
Распределитель питания поможет соединить несколько проводов в одном месте.
Подбор сечения силового кабеля в аудиосистеме автомобиля.
Работу электрической схемы постоянного тока можно легко объяснить, применяя аналогию движения электронов по проводнику движению воды по трубопроводу. Электрическая цепь ведет себя аналогично гидравлической системе подачи воды под
давлением. Электрический провод, по которому движутся электроны — это труба, по которой течет вода. Аккумуляторная батарея аналогична водонапорной башне (или насосу), которая создает давление в системе. Разность давления воды между начальной
точкой трубы, где установлен насос и ее конечной точкой заставляет течь воду по трубопроводу. Точно так же, разность потенциалов (напряжение) на концах проводника обеспечивает движение электронов по проводу. Количество воды, протекающее за
определенный промежуток времени через сечение трубы называют расходом воды в трубе (литр/сек). Аналогично расходу воды, сила тока в проводнике определяется как количество электрического заряда, переносимого за определенный промежуток времени
через сечение провода. Если сила тока со временем не меняется, то такой ток называют постоянным. Прение, возникающее в процессе движения электронов о кристаллическую решетку проводника принято называть сопротивлением проводника. Сопротивление
измеряется в Омах. По закону Ома для участка цепи сопротивление равно отношению напряжения к силе тока.
1 Ом = 1 Вольт /1 Ампер
Сопротивление проводника вызывает его нагрев. Поэтому правильный выбор сечения кабеля является очень важной задачей. Чем больше сечение кабеля, тем меньше его сопротивление, и тем больший ток он сможет пропустить. Следует помнить,
что с увеличением длины проводника сопротивление растет.
Автомобильные аудиосистемы потребляют большой ток, особенно если устанавливается несколько усилителей мощности. Напряжение в энергосистеме автомобиля постоянно и равно 12В, поэтому для обеспечения высокой мощности аудиосистема вынуждена потреблять большое количество тока. Усилитель является самым энергопотребляющим компонентом в звуковых системах. Поэтому для расчета
сечения силового кабеля нам прежде всего необходимо будет определить максимальную мощность усилителя. Для начала надо в спецификации к усилителю прочитать его среднюю мощность при 2 Ом или 4 омной нагрузке. Допустим, что мы имеем четырехканальный усилитель, RMS мощность которого равна 35 Вт на канал. Полная RMS мощность равна произведению количества каналов на мощность одного канала:
35 Вт х 4 = 140 Вт. (средняя мощность)
Зная, что средняя (RMS) мощность соответствует приблизительно 50% эффективности усилителя, то для определения максимальной мощности надо удвоить ее значение:
140 Вт х 2
280 Вт. (максимальная мощность)
Из физики известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение. Следовательно, сила тока равна:
Ампер = Ватт/Вольт.
Напряжение в сети автомобиля известно и равно приблизительно 13В. Значит, ток потребляемый нашим усилителем будет равен:
280 Вт /13 В = 21.53 A
Подобные вычисления следует произвести для каждого усилителя в аудиосистеме. После необходимо определить длину силового кабеля от аккумулятора до распределительного блока, а затем от этого блока до каждого компонента системы. Зная потребляемую силу тока и длину кабеля, обращаемся к специальной таблице подбора сечения и длины кабеля и подбираем необходимый калибр кабеля. Данные в таблице учитывают тот факт, что силовой кабель, сечение которого подобрано удовлетворяет не только потреблению тока усилителем, но и рассчитано на питание остальных компонентов аудиосистемы. Сечение заземляющих кабелей должно быть такое же, как и сечение питающих проводов. Плюсовой провод и заземление желательно тянуть от аккамулятора, если это невозможно по какой-то причине, заземлять ВСЕ компоненты системы нужно в одной точке, дабы исключить разность потенциалов между компонентами.
Расчет номинала предохранителя.
Расстояние от плюсовой клеммы аккумулятора до потребителя в основном превышает 40 сантиметров, поэтому устанавливаем защитный предохранитель, естественно не далее 40 сантиметров от аккумуляторной клеммы, а лучше устанавливать главный предохранитель возможно ближе к плюсовой клемме аккумулятора. Его назначение, защитить питающий кабель от возгорания, например в случае аварии автомобиля (ДТП). Повреждение автомобиля может быть пустяковым, но пережатый питающий кабель приведет к короткому замыканию, возгоранию и уничтожению автомобиля. Номинал главного предохранителя определяется МАКСИМАЛЬНО возможным номиналом предохранителя для данного сечения кабеля. Например для кабеля сечением 2 GA МАКСИМАЛЬНО возможный номинал предохранителя составляет 150 Ампер. А можно поставить предохранитель номиналом, допустим 100 Ампер, 80Ампер или 50 Ампер? Да можно! Можно поставить любой предохранитель, при одном условии, что он НЕ БУДЕТ превышать номинал 150 Ампер (иначе смысл этого предохранителя пропадает). Общий максимальный ток, который может быть потреблен к примеру двумя усилителями (моноблок 80А и двухканальник 30А), составляет 110 Ампер, так что если поставить главный предохранитель номиналом 100 Ампер, существует вероятность того, что он будет перегорать на пиках максимальной громкости. Исходя из вышеизложенного, я рекомендую выбрать предохранитель номиналом 150 Ампер, в случае нештатной ситуации он сработает.
Расчёт сечения кабеля питания для усилителя
Статья для новичков, опытным не будет интересно.
Важный момент при постройке схемы звука выбрать правильное питание усилителя, наиболее популярным сейчас является кабель КГ — цена/качество на уровне, найти его в любом уголке нашей необъятной достаточно просто. А вот с выбором сечения появляются проблемы…Кто-то не задумывается и берет сечение с запасом — «кашу маслом не испортишь», некоторые новички советуют другим новичкам, примерно так: «Бери КГ 25, не меньше» — мне так же предложили, на вопрос почему именно 25 мм2, а не 16 мм2 эти персонажи исчезали или отвечали что в таблицах так указано…
Провод – это, по сути, простой кусок металла, который обладает определенным электрическим сопротивлением. И чем он тоньше, тем его сопротивление выше. Когда через провод течет ток, то на нем возникает некоторое падение напряжения, а значит, ровно на такую же величину просаживается питающее напряжение на клеммах усилителя. Особенно это заметно в моменты, когда он потребляет большой ток (например, когда воспроизводится мощный бас).
Чтобы правильно выбрать сечение проводов для подключения внешних усилителей, придется немного посчитать. Первым делом посмотрите какой ток максимально может потреблять усилитель. Для ориентира можно взять номинал его предохранителя.
Предположим, нам нужно подключить усилитель, который максимально может потреблять ток I = 30 А. Размещать мы его будем в багажнике и для его подключения к аккумулятору нам понадобится кабель длиной 8 метров («+» и «-» от АКБ).
Требование: Потеря напряжения не более 0,5 Вольта при максимальном токе, потребляемым усилителем.
Закон Ома R =U/I ; R — общее сопротивление кабеля, U — напряжение «просадки» в 0,5 В, I — ток в 30А
Отсюда находим общее общее сопротивление кабеля R = 0.5/30 = 0.017 Ом
Поделим общее сопротивление кабеля R на длину L = 8 метров и найдем погонное сопротивление кабеля т.е. сопротивление 1 метра нужного нам кабеля, назовем его R1m =R/8=0.0021 Ом
Путь №1 «Немного» идеальный
R1m = r/S, где r- удельное сопротивление меди = 0,0175, S — сечение кабеля
Отсюда S= r/R1m = 0.0175/0.0021 = 8,33 мм2, ближайшее сечение 10 мм2
Значит сечения 10 мм2 хватит чтобы «просадки» были меньше 0,5В
Путь №2 Более реалистичный
Подбираем нужное сечение согласно ГОСТ 22483-2012 (класс 5)
1,21 Ом/км для 16мм2 т.е. 0,00121 Ом/м 
Залил на Dropbox, проблем со скачиванием не должно быть (179 кб)
www.dropbox.com/s/s2c5o3n…/AutoSound_power.exe?dl=0
Мне кажется, к каждому делу надо подходить рационально. Кабель с большим сечением хуже не сделает, но и не забываем про небесконечный бюджет.
Часть1 #Выводы: провода для усилителя (для новичков); Самодельные межблочники
Приветствую всех кто читает этот бортжурнал😊
В этой записи я хочу поделиться своими субъективными выводами по всей информации которую мне удалось найти, проанализировать и найти подтверждения и факты по всем проводам которые нужны для усилителя, данный мануал предназначен в основном для тех кто только только вступает на путь улучшения звука в машине. Я сам как не профессионал в этой сфере, перерыл тонны информации в интернете в свободное время, параллельно прокладывая проводку в машине от динамиков до усилителя, а поскольку я сейчас в отпуске, читал я много и часто. Разброс информации был от добычи руды и до сложнейших законов физики, т.е. были изучены и практика и теория.
Приступим😊
СИЛОВЫЕ ПРОВОДА(от аккамулятора до усилителя): первое что хотелось бы сказать, запомните раз и навсегда- силовые провода никак и не каким образом не влияют на качество звука, максимум на что они влияют это мощность усилителя. Сам усилитель потребляет небольшое количество энергии, она нужна ему что бы просто включиться и приготовиться к работе. Основное потребление идёт именно во время усиления звука, примерно можно описать так: от ГУ поступает сигнал к усилителю, усилитель принимает сигнал и ведёт внутри себя в это же время забирая энергию с аккамулятора, усиливает полученный сигнал с подкачанной энергии и посылает на выход, а дальше уже усиленный сигнал идёт до динамиков(саба).
Что можно сказать про выбор силового кабеля, я ни в коем случае не призываю вас ставить кабель тоньше или что то типо того, я рекомендую подходить к выбору адекватно дабы не выкидывать лишних денег на ветер(если с этим проблем нет то можете ставить любой самый самый толстый кабель на свой вкус😊).
Поскольку сечение кабеля определяют в основном по амперам, а производители усилителей номинальное потребление не указывают, то ориентируемся по предохранителям(если по каким то причинам предохранителя нет то придётся посчитать, в интернете можно найти кучу таких расчетов)
К примеру, у меня усилитель на динамики номинальной мощностью 4 канала по 100 ватт каждый, и предохранитель на нем номиналом 80 А( также не забываем, что предохранитель это не номинальная а пиковая мощность при которой он перегорает, т.е. уже слишком много, реальная мощность колеблется от 50% до 90% от емкости предохранителя, тут не угадаешь, куча всяких факторов цена, бренд, используемые материалы и т.д), но мы всегда предполагаем худшее и берём номинал предахранителя. Основная цель расчета это повысить емкость кабеля, что бы терялось как можно меньше энергии, например, чтобы понять суть соедините светодиодную ленту батарейкой кроной 9v через проводки длиной пару сантиметров, лента засветилась, теперь сделайте это через провода длиной 5 м, засветилась ли лента так же ярко? И вообще засветилась ли?, пример грубоватый, но суть дела объясняет.
Так вот, вернёмся к усилителю, самое простое миновать все подводные камни и посчитать какого сечения кабель нужен, это отказаться от расчета на длину кабеля( в автомобиле он в среднем 5-7м) поскольку знаем чем больше сечение- тем меньше сопротивление и большая емкость кабеля, и потеря мощности будет колебаться не значительно. Предохранитель 80 А исходя из этого, смотрим на табличку, все силовые кабели в основе своей многожильные, и в машине считается эксплуатация на воздухе(сечение указано в мм^2)
Получается что при моих 80А ближайшее по значению сечение(округляем всегда в большую сторону) это 84А и необходимое сечение 16мм^2, далее смотрим на эту табличку
но эта табличка подрезана
Незабываем что расчёт вёлся при максимальной мощности, и что реальная повседневная точно ниже процентов на 10, принимая это в расчёт моему усилителю с пиком 80а хватит кабеля 6AWG (ещё есть предохранитель на кабеле, он и того меньше на 65А)
Прежде чем в меня полетят камни и фразы «кто же так считает?», хочу добавить что есть 2 оговорки:
1. У омедненного алюминиевого кабеля совсем другие показатели, а именно
По этой таблице уже выходит, что необходимое сечение для 87А это 25мм^2, но это чистый алюминий, незабываем что провода омедненные, это компенсирует небольшую часть, можно сбить до 21,15мм^2 что по размерам равняется 4 AWG, будьте внимательны при выборе кабеля, уточняйте состав
2. Иногда, но встречаются недобросовестные производители кабеля которые завышают сечение, например, кабель в упаковке написано 2,5мм^2, купили, пришли домой померили, а он оказался 1,7мм^2, бывает и такое, можно в интернете глянуть статейки про такие случаи и пожары в домах из-за завышения сечения в проводах, и занижения в самом проводе. Самое безопасное брать кабель более менее популярной фирмы или в большом строительном магазине (leroy merlin, Castorama и другие)
И последнее что добавлю, покупая наборы типо такого
имейте ввиду что в 99% случаев все присутствующие там кабели будут из омедненного алюминия,
Это мои силовыеомедненые для усилителя 4х100-4agw и моноблока 1х240-8agw, полет нормальный(когда покупал не знал того что знаю сейчас😄).
если хотите медь идёте в строительный☝️ и покупаете кабель КГ с необходимым сечением. Разница в меди и омедненном будет только в диаметре и сроке службы( медь прослужит дольше).
Если хотите заменить провод на медный КГ, то для него немного другое сечение, из-за того что он сварочный, расчёт сечения тут www.drive2.ru/l/521124532174454875/
На этом про силовые кабели все👍😊
АКУСТИЧЕСКИЕ КАБЕЛИ
Передают сигнал от усилителя к динамикам(сабу)
Ну наверное начнём с того же что и половина интернета, про безкислородную медь, супер чистую, сверх чистую, ускоряющую, улучшающую и заливающую вам в уши супер чистую качественную музыку потому что очищенна на 99,99999999%, существует ли она?
Ответ да, существует, но не на 99,999999% а всего на 99,9%, и таковой является любая медь в любых электропроводах( (99,9% Сu) в больших количествах используется в электротехнической промышленности для изготовления электрических проводов, контактов и других деталей, а также в теплообменных аппаратах. Благодаря высокой пластичности медь используется для изготовления холоднотянутых проволок, у которых в результате анизотропии электрическая проводимость вдоль оси зиачи-тельно больше, чем поперек оси, что нашло применение в радио-электронике.)
Ну пожалуй расскажу лишь основы. Во первых чем чище медь тем лучше электропроводимость поэтому никто не использует свинец в качестве проводов🤔, если медь не будет чистой, ток будет идти медленней, как следствие поднимется температура проводникам он может загореться, да и нафиг некому не нужны провода с плохой проводимостью, если бы использовались такие провода, то у промышленности всего мира были бы большие проблемы🤯. Да есть провода с примесями, но их делают для узких направлений, с металлами которые необходимы, но для всех электрических проводов чистота меди 99,9%.
Во-вторых давайте разберёмся какие же примеси выпадают из черновой меди, при получении чистой меди, это золото, серебро, платиновые металлы, мышьяк, селен, и др. Особы интересны первые 3 металла, это их стоимость, это их проводимость(может слышали про штекера тюльпаны с золотым напылением, посеребрённые акустические провода и просимую лучшую проводимость платины) если слышали то тут становиться ясно: что оказывается примеси не всегда плохо, и что очистка меди до чистой 99,9% сполна себя окупает и врятли какой то производитель не захочет очистить медь🤑.
Так что все просто, супер акустические провода которые продают 100р за метр, это обычные медные электрические стоимостью около 500р за 20 метров. Опять же идёте в строительный и покупаете себе провода с необходимым вам сечением, я рекомендую 2×2,5 этого вам хватит на любой вырост качества динамиков, из самих кабелей многие рекомендуют провод ПВС(он гибкий, крепкий)
Хотя мне он не понравился, так что я взял ПУГНПбм 2х2,5, он плоский, менее гибкий, что значит более ломкий, но дергать его туда сюда я каждый день не собираюсь, так что самое оно, подключил саб и все динамики от усилителей, играют хорошо 👌, медные кабели для акустики пожалуй единственное что более менее влияет на звук. Кстати продают кабели называются «акустические кабели» они дешевле 100р за метр😄, что то около 20-30р за метр, если память не подводит, выглядят так
имейте ввиду снаружи выглядит как медь, если разрезать как мои силовые, будет блестеть алюминий, это омедненый алюминий, не рекомендуется, в целом решать вам😊
Отдельное спасибо химикам👏 chem21.info/info/184012/
На этом про акустические кабели я заканчиваю👌
МЕЖБЛОЧНЫЕ КАБЕЛИ(RCA кабель)
Последний кабель необходимый для работы усилителя это межблочный кабель, он передаёт сигнал от ГУ до усилителя. Основными качествами которым он должен обладать: проводник из меди, хорошее экранирование. Необходимо чтобы до усилителя дошёл чистый звук который усилитель примет, поэтому необходимо чтобы по пути к сигналу не «прилипали» ненужные фоны и помехи. Сечение особой роли не играет, через линейные выходы передается максимум 2v, на топовых ГУ может доходить до 5v. Исходим из этих данных, вот к примеру:
Первый набор swat купил когда купил саб и толком вообще не разбирался, 2ой купил пару недель назад(ни чему меня жизнь не учит🤦♂️)
От SWAT переодически ловил фон, ни чего так то критичного, просто в тишине на 0 громкости шёл писк, немножко напрягало, но не смертельно, когда побольше узнал про провода решил их заменить, но об этом чуть позже, сначала взглянем на них в разрезе
Стожаров представляли экраны:
SWAT- обычная витая пара, вообще ни чем не экранирована, конечно витая пара сама по себе представляет экран, но все таки не очень,
NONAME- был обернут в «пакетик»с чутка подкрашенной стороной в цвет фольги, можно описать только так, на фото видно
Что-ж подумал я, надо менять, но на что?
В DNS самый дешевый кабель это Межблочный кабель MYSTERY MRCA-5.2(2rca x 2rca) www.dns-shop.ru/product/2…yj-kabel-mystery-mrca-52/ цена за него 450р(по качеству думаю что он как NO NAME, но точно не скажу не проверял)
С ГУ У МЕНЯ 4 линейных выхода, к сабу и моноблоку всего надо 6, 4 тюльпана на усь
и 2 тюльпана на моноблок, т.е. плюсуем Y-разветвитель, самый дешёвый в том же магазине Разветвитель RCA кабель FinePower Y-1F2M www.dns-shop.ru/product/8…a-kabel-finepower-y-1f2m/ цена 200р
Получилось 1100р за поршивенький межблочники думаю по качеству они не супер😏(не утверждаю не пользовался, просто догадки), тем более разветвители нужны мне минимум метровые(расстояние от моноблока до уся) при том что будут пересекаться с силовыми, если по уму делать, без пересечений то 2ух метровые, ну да ладно опустим это. Дела были плохи…
Как то наткнулся на пост( пополняя знания про межблочники) межблочники своими руками, описывать не буду можно в интернете найти, суть там в том что покупался микрофонный кабель нужной длины и штекеры rca, и самостоятельно создавались межблочники, пополнив багаж знаний, взяв за основу, решил сделать свои:
Во первых в основном все использовали микрофонный, при том что к примеру LCM-16 bk микрофонный имел жилы 2х0,25 в 1 экране(плетёном) стоил 45р за метр(одна из самых низких цен на кабель который присутствовал в магазине без доставки откуда нибудь), я же поступил чуть по другому, взял не микрофонный а линейный, т.е буквально который не для записи звука а наоборот для прослушивания аудио(«зачем есть вилкой суп?») Не говорю, что он не годиться или плохой, наоборот хороший качественный, может у меня оказался выбор чуть пошире.
Вообщем решил взять линейный LCS-4 (4 жилы по 0,28; 5мм в диаметре) единственное что на фото он красовался с плетёным экраном и экраном из «фольги» под ним,
а по приходу домой экран оказался один, оказалось что на сайте было 2 фото, видимо различаются по версиям
Чтож не много обидно, но не страшно цена за 12 метров получилось 360р, и по сравнению с межблочниками которые были выше, экран хороший, там же были куплены 10 rca штекеров обычных металических ничем непримечательных,
К сожалению больше фото не влезает, продолжение в следующем бортжурнале👇