Jak správně vypočítat průřez kabelu?
Důležitým bodem při stavbě zvukového obvodu je výběr správného napájecího zdroje pro zesilovač, nejoblíbenější je nyní kabel KG – cena/kvalita je na úrovni, lze jej celkem snadno najít v každém koutě naší rozlehlosti; svět. Problémy ale nastávají s výběrem oddílu. Někdo se nerozmýšlí a bere oddíl s rezervou – „kaši se nedá zkazit máslem“, někteří začátečníci radí ostatním začátečníkům asi takto: „Vezmi KG 25, ne méně“ – bylo mi také navrženo, na otázku je, proč právě 25 mm2, a ne 16 mm2, tyto znaky zmizely nebo odpověděli, že to bylo uvedeno v tabulkách.
Toto je normální tabulka)
Drát je v podstatě jednoduchý kus kovu, který má určitý elektrický odpor. A čím je tenčí, tím je jeho odolnost vyšší. Když drátem protéká proud, dochází na něm k určitému poklesu napětí, což znamená, že napájecí napětí na svorkách zesilovače klesne přesně o stejnou hodnotu. To je patrné zejména ve chvílích, kdy spotřebovává hodně proudu (například při hraní silných basů).
Pro výběr správného průřezu vodičů pro připojení externích zesilovačů budete muset udělat malý výpočet. Nejprve se podívejte na maximální proud, který může zesilovač spotřebovat. Jako vodítko si můžete vzít hodnocení jeho pojistky.
Předpokládejme, že potřebujeme připojit zesilovač, který dokáže odebírat proud maximálně I = 30 A. Umístíme ho do kufru a pro připojení k baterii budeme potřebovat kabel dlouhý 8 metrů („+“ a „-“ z baterie).
Požadavek: Ztráta napětí ne větší než 0,5 V při maximálním proudu odebíraném zesilovačem.
Ohmův zákon R =U/I; R – celkový odpor kabelu, U – odtahové napětí 0,5 V, I – proud 30A
Odtud zjistíme celkový celkový odpor kabelu R = 0.5/30 = 0.017 Ohm
Vydělme celkový odpor kabelu R délkou L = 8 metrů a najdeme lineární odpor kabelu tzn. odpor 1 metru kabelu, který potřebujeme, říkejme mu R1m =R/8=0.0021 Ohm
Cesta č. 1 „Trochu“ ideální
R1m = r/S, kde r je odpor mědi = 0,0175, S je průřez kabelu
Proto S= r/R1m = 0.0175/0.0021 = 8,33 mm2, nejbližší úsek 10 mm2
To znamená, že průřez 10 mm2 stačí k tomu, aby „odběry“ byly menší než 0,5 V
Cesta č. 2 Realističtější
Vybíráme požadovaný úsek podle GOST 22483-2012 (třída 5)
1,21 Ohm/km pro 16mm2 tzn. 0,00121 Ohm/m < 0.0021 Ohm/m
1,91 Ohm/km pro 10mm2 tzn. 0,00191 Ohm/m < 0.0021 Ohm/m
A opět stačí 10 mm2.
Souhlasím, že výpočty jsou hrubé a nebere se v úvahu vývody baterie, žárovky a jejich pojistky, hroty atd. ale přesto lze vypočítat přibližné hodnoty.
Ztráta výkonu v důsledku poklesu napětí.
I zde je vše podmíněné, nebudeme se ptát na principy činnosti zesilovače, převod stejnosměrného proudu na střídavý, různé odpory atd. Opakuji, vše je podmíněno:
10 mm2
Vypočítáme ztrátu napětí U=R*I = 0.00191 * 30 * 8 =0.46 Volt
Vypočteme maximální výkon zesilovače (přibližně) P = I*U*Ampér účinnost AB = 30 * 14.4 *0,5= 216 Watt
Vypočítáme ztrátový výkon P=I*U*Ampér účinnost AB = 30 * 0,46 * 0,5 = 6,9 Watt
25 mm2
Vypočítáme ztrátu napětí U=R*I = 0.00078 * 30 * 8 =0.19 Volt
Vypočteme maximální výkon zesilovače (přibližně) P = I*U*Ampér účinnost AB = 30 * 14.4 *0,5= 216 Watt
Vypočítáme ztrátový výkon P=I*U*Ampér účinnost AB = 30 * 0,19 * 0,5 = 2,85 Watt
Nebudu uvádět náklady na 10 mm2 a 25 mm2, ale rozdíl v ceně je mnohem vyšší než získaný výkon 4,05 Wattů.
Abych neztrácel spoustu času, nakódoval jsem jednoduchý nástroj, myslím, že na to přijde i školák:
Nahráno na Dropbox, neměly by být problémy se stahováním (179 kb)
www.dropbox.com/s/s2c5o3n…/AutoSound_power.exe?dl=0
Vyučování
Zdá se mi, že ke každé záležitosti je třeba přistupovat racionálně. Kabel s větším průřezem situaci nezhorší, ale nezapomínejte na omezený rozpočet
Informace převzaty z komunity Avtozvuk
Při výběru kabelu pro elektrické rozvody se musíte nejprve rozhodnout pro jeho typ a velikost průřezu. V tomto případě můžete požadovaný průřez zjistit podle výkonu nebo podle množství spotřebovaného proudu. Kromě toho by hlavní kritéria výběru měla zahrnovat také způsob instalace a účel vodiče. Dále zvážíme, jak vybrat průřez kabelu na základě výkonu a dalších parametrů.
Stanovení celkového výkonu domácích spotřebičů
Nejprve byste se měli obrátit na cestovní pas domácích spotřebičů, které máte doma. Tam je potřeba se podívat na parametry spotřeby. Výkon můžete vidět mimo jiné charakteristiky podle jeho měrných jednotek – W nebo kW (na dováženém zařízení se výkon obvykle zobrazuje ve W). I když potřebujeme přesně zapsat spotřebu energie, která se běžně označuje zkratkou „TOT MAX“ nebo „TOT“.
Pokud najdete několik hodnot, které mají významný rozptyl, měli byste si zapsat maximální spotřebu energie. Když je vypsán výkon všech domácích spotřebičů, musí být sečten. Nezapomeňte zkontrolovat, zda jsou jednotky stejné, například W nebo kW. 1 kW je 1000 W. Převeďte všechny zapsané hodnoty na stejné měrné jednotky. Například z 1,5 kW lze udělat 1500 W a naopak.
Výběr sekce kabelu
Po výpočtu celkového výkonu všech domácích spotřebičů můžete začít s výběrem průřezu kabelu. Na to je speciální tabulka. Při výběru průřezu kabelu zohledňujeme typ sítě (220V nebo 380V). Vyplatí se vybrat hodnotu, která bude odpovídat mírně vyššímu indikátoru výkonu, než byl vypočten.
Příklad výpočtu, jak zvolit průřez kabelu na základě výkonu
Například jste vypočítali celkový výkon domácích elektrických spotřebičů a získali hodnotu 9 kW. V tomto případě je pro síť 220 V vhodný měděný kabel o průřezu 6 mm. Ale pokud chcete použít hliníkový vodič, pak by jeho průřez měl být 10 mm.
Pro síť 380 V o celkovém výkonu např. 49 kW je zase vhodný kabel s měděnými vodiči o průměru 16 mm nebo hliníkový kabel o průřezu 25 mm.
Pro položení kabelů do země se hodnoty budou mírně lišit.
Cena: dohodou
Vlastnosti
Materiál jádra Hliník Izolační materiál BP Tepelná bariéra Ne Obrazovka Ne Pancéřový kryt Ocelové pásky Izolace pásů Kabelové papírové pásky
Cena: dohodou
Vlastnosti
Materiál jádra Hliník Izolační materiál BP Tepelná bariéra Ne Obrazovka Ne Pancéřový kryt Ocelové pásky Vnější plášť Bitumen, krepový papír Pásová izolace Kabelové papírové pásky Plášť Olovo
Cena: dohodou
Vlastnosti
Materiál jádra Měď Izolační materiál BP Tepelná bariéra Ne Obrazovka Ne Pancéřový kryt Ocelové pásky Vnější plášť Bitumen, krepový papír Pásová izolace Pásky kabelového papíru Plášť Olovo
Cena: dohodou
Vlastnosti
Materiál jádra Měď Izolační materiál BP Tepelná bariéra Ne Obrazovka Ne Pancéřový kryt Ocelové pásky Izolace pásů Kabelové papírové pásky
Materiál jádra: měď nebo hliník?
V současné době se hliníkové vodiče používají zřídka, i když jsou levnější než měděné. Mají své výhody, ale jejich výběr musí být zdůvodněn projektem. Kabely s měděnými vodiči se zároveň vyznačují větší flexibilitou a snadněji se instalují. Navíc při výběru měděného kabelu budete potřebovat produkt s menším průřezem než v případě hliníkového analogu.
Zde však stojí za to vzít v úvahu jednu nuanci: pokud je odhadovaný celkový výkon zařízení v domě poměrně velký (více než 10 kW), pak použití měděného kabelu s velkým průřezem nebude levné. Navíc tlustý měděný kabel není na rozdíl od tenkého pružný, takže při vysokých výkonech můžete ušetřit peníze a použít hliníkový vodič.
Výpočet délky kabelu
Ale kromě otázky: jak vybrat průřez kabelu na základě výkonu, mnozí se také obávají, jak vypočítat délku kabelu. Při výběru průřezu kabelu stojí za to vzít v úvahu ztráty v něm. To platí zejména pro sítě s velmi dlouhým elektrickým vedením (desítky až stovky metrů).
Při výběru kabeláže pro váš domov se doporučuje vždy použít průřez „s rezervou“, protože kabel s velkým průměrem se bude méně zahřívat. Navíc nikdy nebudete moci předem vědět, zda se ve vaší domácnosti objeví další síťové spotřebiče. Technologie se totiž neustále vyvíjí a je možné, že v budoucnu budete dokupovat další domácí spotřebiče. Pak bude celková spotřeba všech zařízení větší a tenký kabel prostě nemusí zvládnout zátěž sítě.
Důležité: pokud pochybujete o spolehlivosti vašeho elektrického vedení, doporučuje se nezapínat všechny elektrické spotřebiče současně, aby nedošlo k přetížení.
Výběr průřezu kabelu v závislosti na typu instalace
Instalace kabelu může být provedena otevřenou nebo uzavřenou metodou. To je také třeba vzít v úvahu při výběru průřezu vodiče. Koneckonců, je známo, že proud procházející kabelem ohřívá vodič. Pokud je instalace otevřená, můžete zvolit vodič s menším průřezem, protože se rychleji ochladí vlivem vzduchu.
Pokud je kabeláž skrytá, pak teplo z kabelu uniká mnohem pomaleji. A kvůli přehřátí se může zhoršit izolace vodiče. Na základě toho je pro skrytou instalaci nutné použít kabel s větším průřezem, protože se bude méně zahřívat.
Bylo tedy zvažováno, jak vybrat průřez kabelu na základě výkonu, délky a typu vedení. Pokud máte potíže s výběrem velikosti průřezu a typu kabelových výrobků, je lepší okamžitě vyhledat pomoc odborníka.
Kokošin Vladimír
Specialista na kabelové a elektrické produkty