Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчёт сечения в питание в авто

Расчёт сечения в питание в авто

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

Расчёт сечения в питание в авто

4Ga (21,15мм2)

Расчёт сечения в питание в авто

4Ga (21,15мм2)

Расчёт сечения в питание в авто

Расчёт сечения в питание в авто

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

Читайте так же:
Медный кабель 150 ток

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

Расчёт сечения в питание в авто

Подбираем нужное сечение согласно ГОСТ 22483-2012 (класс 5)
1,21 Ом/км для 16мм2 т.е. 0,00121 Ом/м < 0.0021Ом/м
1,91 Ом/км для 10мм2 т.е. 0,00191 Ом/м < 0.0021Ом/м

И снова 10 мм2 хватит.

Вариант №3. Использование программ, основанных на расчётах выше.

Чтобы не тратить много времени накодил простую утилиту, думаю даже школьник разберется:

Расчёт сечения в питание в авто

Классы кабеля

Скачать программу расчета сечения кабеля

Расчёт сечения в питание в авто

Расчёт сечения в питание в авто

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

Подведем итоги:

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.

Очень хорошие показатели.

Как видим, не все производители сумели обеспечить заявленные характеристики, и в тех случаях, где напряжение ниже нужного и ток меньше, мы, естественно, получим более долгую зарядку телефона или планшета.

Вторым важным элементом в процессе заряда является кабель, соединяющий зарядное устройство с телефоном. Существует множество вариантов таких кабелей, есть даже с подсветкой. Однако основным их параметром является материал токопроводящих жил (желательно медь) и толщина жилы (чем толще, тем меньше кабель будет влиять на процесс заряда). Протестируем несколько кабелей.

Справочная информация

Приветствую!

На странице собрана справочная информация из различных источников. Для этой статьи не существует какого-то одного источника, все цифры и определения были найдены в сети интернет в различных местах: как русскоязычных, так и иностранных. Любые совпадения с реально существующими данными НЕ случайны!

1. Начну, пожалуй, с сечения проводов и кабелей, которые приняты в России, и их соответствие американскому стандарту.

Для справки. AWG – American Wire Gauge – американский калибр провода. Эта система обозначений диаметров одножильных проводов используется с 1857 года. Чем больше число в обозначении калибра, тем меньше диаметр провода. Это объясняется тем, что для тонкого провода необходимо больше проходов через волоки. (Волочение – это процесс, при котором обрабатываемая заготовка, в данном случае проволока, проходит через волочильный инструмент (волоку) и принимает форму и размеры его внутреннего канала). Система AWG применяется к одножильным проводам. Для определения сечения многожильного провода берется эквивалентный калибр одножильного. Провод калибра 36 AWG имеет диаметр 0.005 дюйма, а 0000 AWG 0.46 дюйма. Отношение этих диаметров 1:92. Диаметры двух соседних калибров отличаются на константу. Между максимальным калибром (36 AWG) и минимальным (0000 AWG) имеется 39 промежуточных. Поэтому константа, на которую отличаются диаметры соседних калибров, равна корню 39-ой степени из 92 – это округленно 1.12293 раз. А два калибра через один будут отличаться в 1.12293 в квадрате – это 1.26098. Пример: 20 AWG = 0.812 мм. Умножаем 0.812 на 1.12293 получаем 0.912 мм, что соответствует следующему калибру 19 AWG. 0.912 мм умножим на 1.26098 получим 1.15 мм, а это уже 17 AWG.

Читайте так же:
Как определить ток смд светодиода

Еще есть стандарт ASTM B258 – 02 (2008) – Стандартные технические условия для стандартных номинальных диаметров и сечений по AWG размеров круглых проводов, используемых в качестве электрических проводников. Диаметр провода, больший, чем диаметр калибра 0 AWG, обозначается несколькими нулями. А несколько нулей в обозначении калибра можно заменять цифрой. Например, вместо 0000 AWG можно написать 4/0. Далее – две таблицы с характеристиками проводов.

AWG таблица AWG таблица

И несколько эмпирических правил:

  • При увеличении сечения провода вдвое, калибр AWG уменьшается на 3. Например, 2 провода 17 AWG (1.04 кв.мм.) имеют примерно такое же сечение, что и 1 провод 14 AWG (2.08 кв.мм.).
  • При удваивании диаметра провода, калибр уменьшается на 6. Например, если удвоить диаметр провода калибра 20 AWG (0.81 мм), то получим диаметр провода калибра 14 AWG (1.62 мм).
  • Уменьшение номера калибра в 10 раз (например, 10 AWG и 1/0 AWG), увеличивает сечение и вес примерно в 10 раз, а также уменьшает сопротивление провода примерно в 10 раз. Например, провод 10 AWG имеет сечение 5.26 кв.мм. и сопротивление 3.28 мОм/м, а провод калибра 1/0 AWG 53.5 кв.мм. и 0.322 мОм/м соответственно.

2. Потери в проводе.

До недавнего времени тут была размещена таблица с потерями в проводе длиной 5 м. В таблицу были занесены данные, найденные в интернете. Более подробное изучение вопроса подтолкнуло к созданию двух новых таблиц. Первая таблица – это сопротивление 1 метра провода в зависимости от сечения и от металла или сплава, из которого он изготовлен. Сопротивление провода равно произведению удельного электрического сопротивления материала и длины провода, деленному на площадь поперечного сечения: R = (ρ*l)/S

Сопротивление провода

Вторая таблица – потери в 1 метре провода в зависимости от материала, сечения и тока. Известен ток, проходящий по проводу в нагрузку, из первой таблицы известно сопротивление. Можно легко посчитать потери в проводе, т.е. падение напряжения. Чтобы таблица не получилась слишком громоздкой, в ней приведены наиболее распространенные сечения, материалы, из которых провода изготавливаются, и несколько значений тока.

Читайте так же:
Выключатель ближнего света шкода фелиция

Потери в проводе

Если провод больше 1 м или другая сила тока, то потери можно посчитать через пропорцию. Необходимо помнить, что нагрузка подключается двумя проводами, т.е. нужно учитывать длину провода от источника к нагрузке и длину провода от нагрузки к источнику.

Данные в таблицах могут незначительно отличаться от данных из других источников. Это может быть обусловлено разбросом значений удельного электрического сопротивления, которое зависит от химической чистоты металлов. Для расчетов использовались следующие значения удельного электрического сопротивления:

Удельное сопротивление

Что ни говори, а лучшим объяснением является пример! Пусть какой-то аккумулятор питает лампу накаливания 12 В 50 Вт. На клеммах аккумулятора напряжение 12 В. Ток текущий по проводам равен току потребления лампы 50 Вт/12 В = 4.2 А. Пусть лампа подключена к аккумулятору медными проводами сечением 2.5 кв. мм. и длиной по 1 метру каждый. Из таблицы потери в 1 метре медного провода сечением 2.5 кв. мм. при токе 0.1 А равны 0.00068 Вольта. В нашем примере ток равен 4.2 А. Составляем пропорцию, считаем потери в одном проводе при 4.2 А длиной 1 м: (0.000684.2)/0.1=0.02856 Вольта. Так как провода 2, то удваиваем значение: 0.028562=0.05712 Вольта. Это и будут общие потери в проводах. Т.е. на цоколе лампы напряжение составит 12-0.05712=11.943 Вольта. Конечно, это очень мало, не каждый вольтметр измерит такое падение. А если длина проводов составит 100 м каждый? Тогда общие потери будут равны: 20.02856100=5.712 В. Это уже значительно. До лампы дойдет только 12-5.712=6.288 В и она будет светить вполнакала. Ради интереса посчитайте напряжение на той же лампе с таким же источником, но лампа подключена двумя медными проводами сечением 0.3 кв. мм. и длиной 10 м каждый.

3. Допустимый длительный ток для проводов с резиновой или поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией. Взято из правил устройства электроустановок (ПУЭ), глава 1.3.

Допустимый длительный ток

4. Кодовое обозначение резисторов для поверхностного монтажа и танталовых конденсаторов.

Фирма Yageo в 2012 году разработала самые мелкие резисторы размера 0075. Но я наткнулся на эту информацию недавно, поэтому обновил таблицу.

Кодовое обозначение SMD резисторов и конденсаторов

Резисторы с кодом в виде одного или нескольких нулей представляют собой обычные перемычки.

В большинстве случаев, кодом из 3 цифр маркируют резисторы с точностью 5%, 4 цифры – 1% и меньше.

Из-за ограниченного места на корпусе резистора некоторые производители для точных резисторов 1% и меньше маркируют резисторы стандартным кодом, состоящим из трех цифр, и подчеркивают одну цифру в обозначении. Например, 2 7 3 означает резистор сопротивлением 27 кОм с точностью 1%. Иногда подчеркивают все 3 цифры в обозначении: 273

Но не стоит путать обычные резисторы с чип-резисторами для измерения тока (токовые датчики). В их кодовом обозначении тоже может быть как нижнее, так и верхнее подчеркивание. Пример: резистор размером 0805 фирмы Yageo R003 – 0.003 Ома. Токовый резистор 101 – 0.101 Ома.

Читайте так же:
Где ставить выключатель для светодиодной ленты

Номиналы резисторов – не случайные величины. Существуют стандартные ряды номиналов. Каждый ряд – это значения от 1 до 10. Между собой ряды различаются количеством этих значений. Это количество указывается в названии ряда. Например, стандартный ряд Е24 – это 24 номинала от 1 до 10, в ряду Е96 96 значений. А номиналы получают путем умножения значений на десятичный множитель (в системе EIA-96 обозначается буквой). Стандартные ряды зарубежных компонентов обозначают по-другому: EIA-24, EIA-96, EIA192. EIA – это аббревиатура Альянса отраслей электронной промышленности (Electronic Industries Alliance, до 1992 года назывался Electronic Industries Association).

Иногда при расчетах, например, делителей напряжения, бывает необходимость подобрать резистор стандартного номинала, ближайший к расчетному значению. Для этого смотрим таблицу:

Стандартный ряд резисторов

Больше всего значений в ряду Е192 (EIA-192). Для подбора компонентов из этого ряда удобней использовать отдельную таблицу:

Стандартный ряд номиналов EIA-192

К стандартному значению из таблицы просто добавляется множитель, т.е., например, для значения 9.76 из таблицы существует резисторы сопротивлением 0.0976 Ом, 0.976 Ом, 9.76 Ом, 97.6 Ом, 976 Ом, 9.76 кОм, 97.6 кОм, 976 кОм, 9.76 МОм, 97.6 МОм. Но не все номиналы резисторов доступны в одинаковом типоразмере корпуса. К примеру, у фирмы Bourns существует отдельная серия (CRL-Series, Low Value Chip Resistors) резисторов на номинал от 0.01 Ом. В этой серии резисторы от 0.02 Ома до 0.047 Ома доступны только в корпусах, начиная с размера 1206 и больше. А номинал от 0.05 Ома до 0.091 Ома Bourns производит в корпусах 0805 и больше.

В основном резисторы из ряда EIA-24 имеют допуски 5%, реже 1%, из ряда EIA-48 – 2%, EIA-96 – 1% (бывают 0.5%), а для ряда EIA-192 допуск чаще всего бывает 0.5%, 0.25%, либо 0.1%.

Основные размеры и характеристики чип-резисторов в зависимости от корпуса:

Размеры smd резисторов

И, конечно, в связи с набирающим популярность импортозамещением не могу не упомянуть про отечественных (российских) производителей резисторов для поверхностного монтажа. Вот некоторые:

Группа компаний “Каскад-телеком” (г. Москва) – резисторы Р1-112.

ТОП подборка лучших магнитных кабелей с Алиэкспресс

usb starplat

USB Starplat

USB Starplat – лучший магнитный кабель. Самый дешевый в списке, идеально выполняющий свои функции, а потому заслуживающее лидирующей позиции. Максимальный ток – 3 Ампера, тканевая оплетка, наличие светодиодной индикации, за такие деньги – прекрасное приобретение!

bapick

Bapick

Не дорогой, но функциональный аксессуар. Отличительная особенность – вращающаяся на 540 градусов головка штекера, что упрощает использование и уменьшает механические нагрузки. Оплетка – качественный нейлон, устойчивый к повреждениям, контакту с водой. Максимальный ток – 2.4 Ампера.

Средняя цена: 319 руб Посмотреть на Aliexpress

кабель

Футуристичный кабель с LED подсветкой

Хороший магнитный кабель с Али, который сетится при зарядке смартфона. Можно выбрать разные цвета. Выглядит интересно. Поддерживает все типы разъемов. Сила тока до 2 Ампер, длина 1 метр, выполнен из нейлона. Рызъем можно вращать на 360 градусов.

Читайте так же:
Допустимый длительный ток для кабеля авббшв 4х185

Средняя цена: 111 руб Посмотреть на Aliexpress

Amzish

Amzish

Amzish – это также один из самых дешевых кабелей списка, способный быстро и безопасно зарядить даже самый современный смартфон. Ограничение по току – 2.4 Ампера, обмотка – плотный нейлон, магнит гарантирует прочную и надежную фиксацию. Есть защита от пыли и светодиодная индикация.

Средняя цена: 184 руб Посмотреть на Aliexpress

marjay

Marjay

Все, что требуется кабель, тут присутствует. Аксессуар выглядит стильно, быстро заряжает телефон благодаря току в 2.4 Ампера, нейлоновая оплетка прочна, устойчива к скручиванию, что показали многочисленные тесты. Есть светодиодная индикация, обозначающая факт подачи питания.

Средняя цена: 229 руб Посмотреть на Aliexpress

Ugreen

Ugreen – 3А с передачей данных

Один из самых дорогих кабелей, но при наличии в телефоне функции быстрой зарядки, стоит выбрать именно его. Здесь соблюден стандарт QC 3.0, максимальный ток – не 2.4, как в большинстве моделей, а 3 Ампера. Кабель соответствует стандарту 22/28 AWG, жилы очень толстые, потери энергии отсутствуют, оплетка изготовлена из качественного нейлона. В кабеле реализована функция быстрой передачи данных.

Средняя цена: 299 руб Посмотреть на Aliexpress

fonken

Fonken

Этот кабель также поддерживает технологию Quick Charge 3.0. Светодиодный индикатор поможет быстро найти аксессуар ночью, специальная техника намотки изоляции исключает скручивание, магнит обеспечивает механическую прочность соединения без лишней нагрузки на контакты.

Средняя цена: 245 руб Посмотреть на Aliexpress

Vention

Vention

Дорогой кабель, в котором реализована поддержка даже не третьей, а четвертой версии Quick Charge. Максимальный ток – 5 Ампер, мощность заряда может доходить до 80Вт. Оплетка – нейлон, штекер изготовлен из качественного алюминия. Если на телефоне есть поддержка QC 4.0, то выбор в пользу этой модели очевиден.

Средняя цена: 210 руб Посмотреть на Aliexpress

K STUCNE

K·STUCNE

Дешевый кабель, подходящий для телефонов без Quick Charge. Максимальный ток – 2.4 Ампера, мощность на выходе не превышает 12Вт. Штекер защищен от пыли, магнит обеспечивает плотность крепления, нагрузка на контакты зарядного блока отсутствует.

Средняя цена: 126 руб Посмотреть на Aliexpress

Essager

Essager

Несмотря на дороговизну, кабель работает только при токе заряда до 2.4 Ампер, но цена объясняется конструктивными особенностями – поворотным штекером и специальной схемой намотки изоляции, исключающей скручивание. Полная поддержка устройств на iOS присутствует.

Elough

Elough

В комплекте с кабелем сразу три штекера, обычный, Lightning и Type-C, все работают идеально. Устройства Apple поддерживаются без ограничений, ток заряда – 2.4 Ампера. Материал изоляции – нейлон высокого качества, штекер сделан из прочного алюминия, устойчивого к механическим нагрузкам.

Средняя цена: 265 руб Посмотреть на Aliexpress

FLOVEME

Floveme

Довольно дорогой кабель, но ток заряда тут – всего 2 Ампера, это нужно учитывать при покупке. Плюсы – наличие в комплекте всех актуальных штекеров с возможностью вращения на 360 градусов. Присутствует светодиодная индикация.

Средняя цена: 215 руб Посмотреть на Aliexpress

Видео: Как выбрать магнитный кабель

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector