Trochu teórie do praxe - kabeláž a napájanie

Autor: Robert Siegel | 26.11.2012 o 23:23 | (upravené 26.11.2012 o 23:33) Karma článku: 5,37 | Prečítané:  594x

V poslednej dobe sa zamýšľam nad tým, koľko ľudí chápe princíp fungovania napájacej kabeláže v aute, a či chápe aj dôležitosť rôznych hrúbok kábla. Preto vám priblížim dnešnou témou práve túto odbornú stránku, a prečo použiť daný kábel na napojenie. Viem, že článok bude trošku odbornejší a odkloním sa od témy recenzií (ku ktorým sa určite dostanem tiež J), ale snáď vás zaujme.

 

 

Možno nie všetci viete, ale každý vodič (mám na mysli ten elektrický J) má svoj odpor aj keď malý, ale má. Samozrejme, že záleží od materiálu, z ktorého je vodič vyrobený. Vzhľadom na naše možnosti používame medené káble, i keď v predajniach sa stretávame s hliníkovo-medenými káblami, no tie majú väčší odpor ako kábel z čistej bezoxidovej medi. Pri medených kábloch sú zase dve možnosti: použijeme splietaný kábel (lanko), alebo drôt (plný vodič). Už len z hľadiska manipulácie je výhodne používať splietaný kábel. Druhá výhoda je, že má o 1/5 nižší odpor ako drôt toho istého prierezu.
Ešte ste sa nestratili? :) Tak pokračujem...


Napríklad medený drôt s prierezom 1mm2 má odpor 24,6 ohm/1km, lanko toho istého prierezu má približný odpor 19,8 ohm/1km. Samozrejme údaje sú približné, lebo záleží od výrobcu a jeho technológie výroby samotného vodiča. Pre ilustráciu uvediem približné hodnoty odporov jednotlivých prierezov vodičom.

Splietaný vodič (lanko):

1mm2 – 19,8 ohm/1km……………0,01980 ohm/m

1,5 mm2 – 13,2 ohm/1km………..0,01320 ohm/m

2,5 mm2 – 7,91 ohm/1km………..0,00791 ohm/m

4 mm2 – 4,92 ohm/1km…………..0,00492 ohm/m

6 mm2 – 3,28 ohm/1km…………..0,00328 ohm/m

10 mm2 – 1,95 ohm/1km…………0,00195 ohm/m

16 mm2 – 1,21 ohm/1km…………0,00121 ohm/m

25 mm2 – 0,788 ohm/1km……….0,000788 ohm/m

zdroj (kablo)

Poviete si, veď to na tých 5 metroch, čo mám v aute je skoro nič, ale opak je pravdou. Keď si zoberieme, že v aute máme zosilňovač o výkone 400W, jeho príkon je zhruba 615W a pri 12V napájaní to predstavuje odber 51,25A.

Toto je všetko len približne a uvádzam to len pre ilustráciu. Keby sme použili 5 metrov 1,5 mm2 kábla na napájanie zosilňovača, tak pri plnom výkone by na jeho svorkách bolo nižšie napätie o úbytok na vodiči. Skúsime si to vypočítať. U= R*5*I U= 0,01320*5*51,25 U=3,38V. Na kábli nám vznikne úbytok

napätia 3,38V. Z toho vyplýva, že zosilňovač by nebol napájaný 12V, ale len 8,62V. Tento by nám už nedodal potrebný výkon a zvuk by bol z neho skreslený a navyše by sa kábel veľmi zohrieval. Ak by ho ochrana už nevypla. Pre 400W zosilňovače sa bežne požíva 5 metrový kábel s prierezom 16 mm2. Skúsme si vypočítať úbytok na tomto kábli. U=R*5*I  U= 0,00121*5*51,25 U=0,31V.  Na kábli nám vznikne úbytok 0,31V. Z toho vyplýva, že pri plnom výkone mame na svorkách 11,68V. Každý si povie to už by sa dalo nie? Odpoveď znie – Nie. Keď vieme, že v zosilňovači pracuje menič zo vstupným napätím, tak aj 0,32V môže znamenať dosť na výstupnom výkone. No a zase trochu matematiky. Ak pri 12V menič vyrobí pre koncový stupeň 2x35V, tak pri 11,68V je to len 2×33,9V. Z čoho vyplýva aj nižší výstupný výkon.

OK, ale ako eliminovať straty na kábli?

Na tento účel sa používajú kapacitory alebo prídavné akumulátory, ktoré sú umiestnené čo najbližšie k zosilňovaču. Tieto nám vykrývajú straty na kábli.

Kapacitory určené do aut majú špeciálnu konštrukciu a špeciálne dielektrikum, vzhľadom na veľký vybíjací prúd. Klasické kondenzátory nie sú konštrukčne vyrábané na veľký vybíjací prúd (majú väčší vnútorný odpor). Väčšinou sú konštruované na filtráciu jednosmerného napätia, a neodporúča sa ich vybíjať skratovaním vývodov. Pri veľkých vybijacích prúdov môže dôjsť k odpáleniu zvodov vo vnútri kondenzátora. Na trhu sú v ponuke špeciálne kapacitory s kapacitou 1F/20V, 3F/20V, 6F/20V, ktoré majú nízky vnútorný odpor (low ESR). Tieto podľa výrobcu sú schopné dokonale eliminovať straty na kábli pre max. 500W až 1500W zosilňovač. Samozrejme, aj pre väčšie výkony eliminuje straty, ale nie už v plnom rozsahu. Pre vyššie výkony máme možnosť použiť ďalší kapacitor, kombinovať ho s AGM akumulátorom alebo ho nahradiť AGM akumulátorom. AGM akumulátory sú konštruované tak, aby sa z nich neodparovala kyselina. Vyrábajú sa v rôznych prevedeniach a rôznej kapacity. Ich výhoda je, že sú hermeticky uzavreté, a tak je možné umiestniť ich v kabíne auta. Takýto akumulátor 12V/20Ah má vnútornú kapacitu približne 10F a vnútorný odpor menší ako 11miliohm. V praxi to znamená, že je schopný dodávať požadovaný prúd 10x dlhšie ako kapacitor 1F. Pre záujemcov ponukám pár čísel od výrobcu. Pri vybíjacom prúde 45A je schopný dodávať požadované napätie po dobu 23 minút nepretržite. Ak pôjdeme do extrému, tak pri vybíjacom prúde 300A je to 5sekund bez toho, aby došlo k jeho poškodeniu. Jeho negatívom je potreba inteligentnej nabíjačky, ktorá dobíja takéto akumulátory v cykloch, aby neprišlo k splynovaniu kyselinového gélu. Pri špeciálnych audio akumulátoroch je dôležité zaujímať sa o vnútorný odpor a maximálny skratový prúd.

Ďalej by som chcel upozorniť prípadných záujemcov o silné výkony v aute. Treba mať dostatočne dimenzovanú kabeláž, ktorá nám prepája prednú a prídavnú baterku, lebo cez tieto káble sa nám nabíja prídavná baterka a tečú ňou prúdy blížiace sa k maximu alternátora. Ak jazdite krátke trasy a radi si vychutnávate hlasnú hudbu, musíte z času na čas napojiť baterky na nabíjačku.

Dúfam, že som vás týmto špecifickým článkom príliš neodradil, no teória je potrebná pre dokonalejšie pochopenie fungovania celej audio sústavy. Snáď nabudúce J.

Veľa úspechov.

 

 

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

KOMENTÁRE

Van der Bellen nevyhral, to len populizmus porazil sám seba

Miloš Zeman sa tešil predčasne. Ukazuje sa, že víťazstvá radikálov či populistov nie sú ani v dnešnej dobe samozrejmosťou.

SVET

Van der Bellen bude prezidentom, Hofer priznal porážku

Je nereálne, aby nepriaznivý stav zvrátil.

KOMENTÁRE

Rakúska úľava pre demokratov, varovanie pre populistov

Väčšinu politikov a ich tímov musel nad výsledkami obliať studený pot.


Už ste čítali?