Расчет кабеля питания автоусилителя

Расчёт сечения в питание в авто

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

Безопасность

Приведу пример: тонкие нити из металла при высоком токе, например в тех.фене или очень старых нагревателях. Тонкие нити из металла обладают очень высоким сопротивлением и при протекание высоких токов будут нагреваться, в фенах красивое красное свечение. Если в нагревателях или фене выделение теплоты это их основная задача, то задача в АЗ прямо противоположная. При выделении тепла оплавляется изоляция, появляется запах, чуть позже происходит замыкания на массу. До КЗ по проводу шёл ток, потребляемым усилителем, после гораздо выше. Результатом будет возгорание со всеми вытекающими…Чтобы защитить провод от нагрева используются предохранители, которые связаны с макс.силой тока для этого провода, об этом будет отдельная запись.

Теряем ватты

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

4Ga (21,15мм2)

4Ga (21,15мм2)

Вывод: Берем кабель 4Ga или 25мм2

Вариант №2. Вспомним физику

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

Вариант №2. Способ №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

Вариант №2. Способ №2 Более реалистичный

Подбираем нужное сечение согласно ГОСТ 22483-2012 (класс 5)
1,21 Ом/км для 16мм2 т.е. 0,00121 Ом/м Классы кабеля

Скачать программу расчета сечения кабеля

Потеря мощности при «просадке» напряжения

Тут тоже всё условно, не будем задаваться вопросами принципами работы усилителя, преобразования постоянного тока в переменный, разными сопротивлениями и т. д. Повторюсь, всё условно:

Высчитываем потерю напряжения U=R*I = 0.00191 * 30 * 8 =0.46 Вольт
Высчитываем макс.мощность усилителя (примерно) P = I*U*КПД усил AB = 30 * 14.4 *0,5= 216 Ватт

Высчитываем потерю мощности P=I*U*КПД усил AB = 30 * 0,46 * 0,5 = 6,9 Ватт

Высчитываем потерю напряжения U=R*I = 0.00078 * 30 * 8 =0.19 Вольт
Высчитываем макс.мощность усилителя (примерно) P = I*U*КПД усил AB = 30 * 14.4 *0,5= 216 Ватт

Высчитываем потерю мощности P=I*U*КПД усил AB = 30 * 0,19 * 0,5 = 2,85 Ватт

1) Сечение кабеля играет важную роль и легко может испортить звук (например комплект для усилителя). Малое сечение кабеля способствует потери мощности, негативно сказывается на безопасности. Требует учёта при планировании бюджета.

2) Расчёты последними двумя вариантами условны, во внимание не берутся клеммы от акб, колбы и их предохранители, наконечники и т. д, а значит желательно использовать провод с сечением больше.

3) Практика показывает что люди заражаются АЗ и заменяют усилители на более мощные, а значит требования к сечению становятся выше. Легче купить провод «с запасом» если уверены в свапе, хуже точно не будет.

Источник

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

GNEZDO NEWS

Друзья сайта

Статистика

Выбор сечения кабеля для питания автомобильного усилителя.

Как выбрать сечение кабеля для питания автомобильного усилителя.

Выбор калибра кабеля для питания автомобильного усилителя

И так, вы приобрели автомобильный усилитель, например, для прокачки вашего сабвуфера, и перед вами стоит вопрос, каким кабелем и какого сечения прокинуть питающую линию от аккумуляторной батареи до клемм питания “уся”. Давайте попробуем разобраться в этом вопросе, ведь питающему кабелю в авто-звуке отведена отнюдь немаловажная роль.

Что такое питающий кабель? По сути, это два провода в изоляции, имеющие определенное сечение, и обладающие каким то электрическим сопротивлением. Электрическое сопротивление кабеля напрямую зависит от сечения жил проводов, а так же от его длины. Поэтому при выборе необходимо учитывать следующие зависимости:

— Чем толще жилы кабеля, тем меньше его электрическое сопротивление;
— Чем длиннее кабель, тем электрическое сопротивление больше;
— Чем больше электрическое сопротивление кабеля, тем больше падение напряжения на нем
— Чем мощнее усилитель, тем толще питающий кабель.

Так вот чтобы избежать просадки напряжения на питающих клеммах усилителя, особенно при воспроизведении мощного “баса”, когда ток в питающем кабеле довольно высок, и необходимо выбрать минимальное сечение жил, в зависимости от длины питающей линии, а так же мощности вашего усилителя.

В наше время, наверно, в любом городе можно встретить магазины типа “АВТОЗВУК”, но, как правило, кабели для питания автомобильных усилителей имеют не всем понятные обозначения, типа “0Ga” … “8Ga … “16Ga”. Это обозначение американского стандарта Amirican Wire Gauge. Ниже мы составили вам таблицу соответствия сечений жил этих кабелей и их диаметра согласно этой маркировке, максимального тока, и сопротивления одного метра провода:

. Для увеличения таблиц кликните на изображении, картинка откроется в натуральную величину, после чего можете сохранить таблицу у себя на компьютере.

Далее мы рассмотрим два варианта выбора питающего кабеля.

Если вы решили самостоятельно и более точно рассчитать сечение жил кабеля для питания автомобильного усилителя, для начала необходимо узнать его максимальную мощность (параметры усилителя, как правило, написаны в паспорте или инструкции к устройству). Допустим, мы имеем 4 канала по 50 Ватт RMS мощности при работе усилителя на нагрузку 4 Ома.

Сложив мощности этих каналов, получим 200 Ватт, но это будет средняя мощность, которая соответствует примерно 50-ти процентам эффективности “уся”. Удвоив значение средней мощности, мы получим мощность максимальную, которая составит 400 Ватт.

200 * 2 = 400 Ватт (максимальная мощность)

U = 13 Вольт (Напряжение бортовой сети)

Отношение максимальной мощности к напряжению бортовой сети автомобиля даст нам максимальный ток, который может протекать по жилам питающего кабеля, то есть:

Следующим этапом будет определение длины питающего кабеля. В основном для легковых автомобилей и внедорожников эта длина составляет 5 метров, если усилитель располагается в багажнике рядом с сабвуфером. Остается заглянуть в таблицу выбора калибра провода в соответствии с длиной линии и максимальным током. В нашем случае это будет кабель 4 Ga.

1) Измеряем длину линии питающего кабеля.

2) Смотрим, какой номинал предохранителя стоит в усилителе по питанию. Если вы обнаружили 2 предохранителя, как на снимке ниже, номиналы складываются.

3) Как уже говорилось в начале статьи, чем толще кабель, тем меньше его электрическое сопротивление. И чем больше это сопротивление, тем больше падение напряжения на нем. Допустим, нас устроит, если падение напряжения на кабеле не превысит 0,5 Вольт (вы можете выбрать и меньше, хуже не будет). Вычислим, какое должно быть сопротивление этого кабеля.

4) В пункте №1 мы определили длину кабеля 5 метров, значит, общее сопротивление нужно разделить на 5, чтобы найти значение сопротивления 1 метра кабеля:

Это означает то, что сопротивление одного метра кабеля в нашем случае не должно быть больше 0,001 Ом, чтобы при токе 100 Ампер падение напряжения на нем не превысило заданную величину (0,5 Вольт).

5) Сталось воспользоваться таблицей данных по кабелям AWG, это первая таблица нашей статьи, и выбрать калибр кабеля по его сопротивлению. В нашем случае подошел бы кабель 5Ga, но он не особо распространен в магазинах авто-звука, и большая вероятность, что вам придется покупать 4 Ga.

На этом статью о выборе кабеля мы закончим, ну а в следующих материалах этого направления мы расскажем, как и какой выбрать предохранитель для вашей аудио-системы, расскажем про установку конденсатора, а так же поделимся с вами некоторыми советами. Оставайтесь с нами.

Уважаемый Пользователь!
О том, как получить нужный материал, прочитайте информацию по кнопке ниже:

Источник

Как рассчитать сечения провода для усилителя звука

Многие из автолюбителей задумывались о том, чтобы установить в машине аудио усилитель и улучшить тем самым качество звука в авто.

Расскажем на нашем сайте Радиочипи поподробнее как подключить усилитель самостоятельно и сэкономить на услугах профессионалов. Выполнить данную работу не представляет сложности, поэтому с ней справится даже обычный автомобилист, который ранее никогда не занимался установкой аудиоустройств.

Для данной работы нам понадобится:

• Предохранитель с колбой.
• Провод для питания усилителя.
• Провод для подключения усилителя к головной магнитоле.
• Крепеж и пластиковые хомуты.

Провода питания для усилителя звука

Для питания стерео усилителя звука вам потребуется проложить провод питания от аккумуляторной батареи. Рассчитать минимально возможное сечение провода, что позволит избежать его перегрузок и нагрева во время прослушивания музыки в автомобиле.

Чтобы правильно рассчитать сечение провода вам потребуется учитывать показатель максимально потребляемого усилителем тока. В нашем конкретном случае суммарная мощность усилителя составила 400 Вт. Помните, что учитывать суммарную мощность по всем каналам. КПД усилителя в большинстве случаев не превышает 85 процентов, поэтому к значению его суммарной мощности необходимо прибавить еще 15 процентов, в результате мы получим 470 Вт. Это показатель потребления тока усилителем от бортовой сети автомобиля.

Имея на руках данные о напряжении питания и мощности усилителя, составить расчет напряжения в бортовой сети не составит труда. В нашем случае имеем показатель напряжения питания в 14 Вольт. Показатель суммарной мощности 470Вт делим на 14 Вольт и получаем 33,6 Ампера. Именно такой ток и будет потреблять наш усилитель.

Исходя из полученных расчетов, выбираем сечение силового провода. Для этого воспользуемся специальной таблицей. Для силового провода, который должен выдержать силу тока в 33 Ампера необходимо использовать провод соответствующий международному стандарту 15AWG с сечением в 1,6 миллиметра квадратных.

Рекомендуется плюсовой провод и минус вести от аккумулятора. В то же время вы можете получить минус с любого металлического элемента кузова. Следует лишь обеспечить качественное соединение, для чего применяют прочный крепеж. Можем также порекомендовать вам использовать плюсовой и минусовой провод с различным цветом, что позволит правильно подключить ваш усилитель к питанию.

Предохранитель

Выбор используемого предохранителя напрямую зависит от рассчитанной предварительно величины максимального тока. У нас этот показатель равняется 33 Ампер. Устанавливают предохранитель в прозрачной пластиковой колбе. В редких случаях используется сверхпрочное стекло. Помните о том, что показатель величины предохранителя должен незначительно превышать показатель максимального тока. В настоящее время в продаже можно найти стандартные предохранители с величинами рабочего тока от 30 до 100 Ампер. Мы будем использовать предохранитель в 40 Ампер.

Устанавливать предохранитель в колбе нужно максимально близко к аккумулятору. В том случае, если предохранитель будет установлен на значительно расстоянии от магнитолы, либо автовладелец вовсе пренебрежет его установкой, при коротком замыкании может возникнуть возгорание проводки, что чревато печальными последствиями.

Сигнальный кабель (межблочный)

Подключение усилителя к магнитоле осуществляется при помощи сигнального кабеля. В данном случае рекомендуется использовать качественные межблочные кабели, так как от их качества напрямую зависит уровень звука и его детализация. Обратите внимание на изоляцию провода и качество исполнения коннекторов. Так вы сможете подобрать кабель высокого качества, что положительно скажется на звуке в автомобиле.

Можем порекомендовать вам воздержаться от покупки недорогих сигнальных кабелей, коих на рынке имеется множество. Так, например, широко разрекламированные недорогие кабели от компании Mystery имеют посредственное качество и поэтому быстро выходят из строя, при этом качество звучания магнитолы не выдерживает никакой критики.

Помните о том, что ваш усилитель может работать с числом каналов от двух до пяти. Вы должны ознакомиться со спецификацией вашего усилителя и в зависимости от этого выбирать кабель с аналогичным количеством каналов. Только после этого можно прокладывать кабель и производить подключение. Как правило, с подобным каких-либо трудностей не возникает.

Включение усилителя

Подав 12 В напряжения на вход Remote вы сможете подключить усилитель. Включение может выполняться как кнопкой на усилке, или же при помощи магнитолы, если она поддерживает управление внешними устройствами. Отметим, что управление с кнопки удобно в тех случаях, если к усилителю также подключен и сабвуфер. При управлении с магнитолы автоматика самостоятельно включает и отключает усилитель при включении и выключении магнитолы.

Для подключения управления с магнитолы необходимо подключить к магнитоле с выхода Remote провод синего цвета. Если усилитель включается кнопкой, необязательно она должна располагаться на усилителе. Зачастую подобное неудобно, когда усилитель располагается в багажнике. Вы с легкостью сможете сделать такую внешнюю кнопку, один из замыкающих контактов которой подключается к выходу Remote, а второй к плюсу в бортовой сети. Можем порекомендовать плюс брать от прикуривателя.

Прокладка проводов и подключение

Провода для питания усилителя от аккумулятора необходимо прокладывать через моторный отсек и далее через салон к месту установки усилителя. В большинстве случаев приходится вести провода в багажник, где и располагается усилитель. Чтобы защитить провода от механических повреждений рекомендуем использовать гофрированные трубки. Не следует при прокладке пережимать провода, и старайтесь по максимуму использовать имеющиеся технические отверстия.

Так, например, через моторный отсек в салон провода можно провести через многочисленные технические отверстия и далее уже осуществлять прокладку внутри салона авто. Про проходе через техническое отверстие провода рекомендуется защищать от перетирания дополнительно. Для этого можно использовать изоленту или резиновые кембрии большого диаметра.

Подключение проводов выполняется следующим образом:

Красный плюсовой провод подключаем первоначально к усилителю. Вам потребуется клемная колода, имеющая три контакта. Плюсовой контакт на усилителе имеет надпись Batt или просто знак +. Черный минусовой провод подключаем к контакту с надписью GND или значком -.

Подключив провода к усилителю, можно приступать к подключению их к аккумуляторной батарее. Соответственно подсоединяем черный провод напрямую к минусу на АКБ, а красный плюс первоначально подключаем к предохранителю и лишь после этого выполняем соединение с плюсовой клеммой на аккумуляторе.

Сигнальные или как их еще называют межблочные провода первоначально следует подключить к соответствующим выходам магнитолы и лишь потом соединять их с усилителем. На магнитоле выходы помечены как Front, то есть передние динамики и Rear – задняя акустика. Разъем белого цвета соответствует левому каналу, а красный цвет – правому каналу.

Аналогичным образом с соблюдением сторон выполняется подключение провода к усилителю. Помните лишь о необходимости подключения провода управления, для чего к клемме Remote подсоединяется соответствующий провод от магнитолы напрямую или же через кнопку включения.

Подключение динамиков

Подключение динамиков к усилку выполняется при помощи мостовой и линейной схемы подключения. При линейной схеме подключения каждый канал направляется на свой динамик. При мостовой технологии подключения суммируется мощность от двух каналов. Отметим, что мостовая схема применяется в тех случаях, если в системе дополнительно используется сабвуфер.

Подключение выполняется к соответствующей клемной колодке на усилителе. На усилке каналы помечены CH1, CH2, CH3 и так далее. Каждый канал имеет два контакта – минусовой и плюсовой. Провода от динамиков в полном соответствии с полярностью подключаются к усилителю.

На этом вся работа по подключению усилителя в автомобильную аудиосистему полностью завершена. Вам осталось лишь настроить как сам усилитель звука, так и магнитолу.

Четыре схемы подключения усилителя и акустики

Первая схема

Головное устройство имеет лишь один выход на тыл или фронт. В данном случае вам необходимо подключать только фронтальную или тыловую акустику. Пищалку можно подключать к среднечастотному динамику параллельно через конденсатор.

Вторая схема

У головного устройства имеется два линейных выхода для тыла и фронта. Подключаем фронтальную или тыловую акустику. Пищалка подключается на трехполосные динамики и среднечастотный динамик для фронта. Блины желательно подключить каждый на свой канал.

Третья схема

Головное устройство имеет два линейных выхода. Подключается фронтальная или тыловая акустика и сабвуфер. Пищалка подключается на среднечастотный динамик. Акустика подключается к своему каналу, а саб к двум оставшимся каналам в мостовом варианте.

Четвертая схема

Имеется лишь один линейный выход. Подключаем сабвуфер и акустику с тыла или фронта. Используя RCA разветвители подключаем второй вход на усилителе. Саб подключается на свободные каналы в мосту.

Три схемы подключения усилителя и акустики

Первая схема

Головное устройство имеет один выход на перед или зад. Требуется подключить фронтальную или тыловую акустику. Имеется также среднечастотный динамик и пищалка. Подключаем пищалку через конденсатор параллельно среднечастотному динамику.

Вторая схема

Имеется два линейных выхода. Требуется провести подключение фронтальной и тыловой акустики. Сзади используются блины, а спереди подключаются пищалки. Сзади блины подключаются к своим индивидуальным каналам.

Третья схема

Имеются сразу два линейных выхода на перед и тыл. Подключается акустика и сабвуфер. Тыловая или фронтальная акустика требует использования индивидуальных каналов, а саб подключается к оставшимся каналам.

Питание аудиосистемы автомобиля

Источник