Берёшь в руки бухту силового кабеля: на оплётке крупно «4 GA», сам кабель толстый, в мягкой прозрачной изоляции. Рядом другой с надписью «4 AWG», заметно тоньше, и стоит в полтора раза дороже. Какой из них на самом деле 4-й калибр? Чтобы не платить за изоляцию, надо понимать, как устроена шкала AWG и как проверить кабель самому.
Как устроена шкала AWG?
Калибр исторически связан с числом протяжек проволоки через фильеры: чем больше протяжек, тем тоньше проволока и больше номер. Отсюда обратная логика «меньше номер, толще провод». Сегодня всё задано формулой. Диаметр калибра n в миллиметрах:
d = 0,127 × 92(36 − n)/39
Из формулы следуют два удобных правила. Каждые 6 калибров диаметр меняется примерно вдвое. Каждые 3 калибра вдвое меняется площадь сечения, а значит, и сопротивление. Калибр 0 (его пишут «1/0») примерно в 2,5 раза толще по площади, чем 4 AWG.
Таблица: AWG в мм² и сопротивление
Сопротивление посчитано для меди с удельным сопротивлением 0,0172 Ом·мм²/м (значение по IEC 60028 при 20 °C). Для многожильного кабеля сечение берётся по сумме жил.
| AWG | Диаметр, мм | Сечение, мм² | Сопротивление, мОм/м | Падение на 5 м при 100 А, В |
|---|---|---|---|---|
| 0 (1/0) | 8,25 | 53,5 | 0,32 | 0,16 |
| 2 | 6,54 | 33,6 | 0,51 | 0,26 |
| 4 | 5,19 | 21,2 | 0,81 | 0,41 |
| 8 | 3,26 | 8,37 | 2,06 | 1,03 |
| 10 | 2,59 | 5,26 | 3,27 | не для такого тока |
| 12 | 2,05 | 3,31 | 5,20 | не для такого тока |
| 16 | 1,29 | 1,31 | 13,1 | не для такого тока |
| 18 | 1,02 | 0,82 | 20,9 | не для такого тока |
Формула потерь здесь одна: ΔU = ρ × L × I / S. Длину L считай полную: плюс от АКБ до усилителя плюс обратный путь по массе. Если масса через кузов, её сопротивление тоже надо учесть, и на практике оно редко бывает меньше, чем у хорошего провода. Как это влияет на звук, разобрано в статье про просадку напряжения.
«4 GA» и «4 AWG»: в чём подвох
Слово «gauge» само по себе ничего не гарантирует. Честный 4 AWG это 21,2 мм² меди. Кабель с маркировкой «4 GA» может иметь такой же наружный диаметр за счёт толстой изоляции, а меди внутри 12–16 мм². Бывает и хуже: жилы из омеднённого алюминия, у которого проводимость заметно ниже меди (см. OFC и CCA кабель).
Проверить можно без лаборатории:
- Сними изоляцию с конца и измерь штангенциркулем диаметр жгута жил, плотно скрученного. Грубая оценка, но «16 мм² вместо 21» видно сразу.
- Посчитай жилы и измерь диаметр одной. Сечение = число жил × π × d² / 4. Это уже точная цифра.
- Поцарапай жилу ножом. Под медью серебристый металл значит CCA.
- Измерь сопротивление отрезка 5–10 м четырёхпроводным методом или током 10 А и вольтметром. Сверь с таблицей.
Акустический кабель: сколько теряется на самом деле
Для акустики токи меньше, и тут важнее соотношение сопротивления провода и импеданса динамика. Возьмём 3 м до двери, туда и обратно 6 м провода. Потери по уровню на нагрузке 4 Ом:
| Сечение | Около AWG | Сопротивление 6 м, мОм | Потери на 4 Ом, дБ | Потери на 2 Ом, дБ |
|---|---|---|---|---|
| 0,75 мм² | 18–19 | 138 | −0,29 | −0,58 |
| 1,31 мм² | 16 | 79 | −0,17 | −0,34 |
| 2,08 мм² | 14 | 50 | −0,11 | −0,21 |
| 3,31 мм² | 12 | 31 | −0,07 | −0,13 |
Доли децибела на слух не различить. Важнее другое: сопротивление провода добавляется к выходному сопротивлению усилителя и снижает реальный демпинг-фактор. Для мидбаса на 2 Ом, у которого Re около 1,6–1,8 Ом, 80 мОм провода уже заметная добавка к цепи, которая тормозит диффузор. Поэтому на мидбас с низким импедансом провод 12–14 AWG разумен, а на твитер хватает и 18 AWG.
Какой калибр кабеля нужен под твою систему?
Отправная точка: ток, который берёт система, и длина. Ток можно оценить по сумме номиналов предохранителей усилителей, но это верхняя граница, на реальной музыке средний ток меньше из-за пик-фактора. Дальше подбирай сечение так, чтобы на плюсе и массе вместе терялось не больше 0,3–0,5 В при пиковом токе. Для одного-двух усилителей на пару сотен ватт хватает 4 AWG, для больших систем 1/0 и толще.
Что уточняют в чате про сечение провода
Чтобы перевести AWG в мм², сначала посчитай диаметр по формуле d = 0,127 × 92(36 − n)/39, а потом площадь S = π × d² / 4. Для 4 AWG выходит 5,19 мм в диаметре и 21,2 мм², для 8 AWG 8,37 мм², для 12 AWG 3,31 мм². Быстрое правило: каждые 3 калибра площадь меняется вдвое, так что 1/0 примерно в 2,5 раза толще 4 AWG.
Акустического кабеля 12 AWG (3,31 мм²) сабвуферу с запасом хватает даже на низкоомной нагрузке, это ориентир. Прикидка: 2 м до багажника, туда и обратно 4 м провода, это около 21 мОм. На нагрузке 1 Ом потери около 0,18 дБ, на 2 Ом около 0,09 дБ. Толще брать имеет смысл только при очень длинной трассе или нагрузке ниже 1 Ом.
Кабель CCA (омеднённый алюминий) того же калибра имеет заметно большее сопротивление, чем медный. Удельное сопротивление алюминия примерно в 1,6 раза выше меди, а тонкий слой меди сверху это почти не исправляет. Значит, на том же токе CCA теряет больше вольт и сильнее греется. Если всё же берёшь CCA, ориентир: на пару калибров толще расчётного медного.
Провод массы должен быть того же сечения, что и плюсовой: по нему течёт тот же ток. Падение напряжения считают по полной длине цепи, плюс и масса вместе, поэтому тонкая масса съедает выигрыш от толстого плюса. То же с массой через кузов: её сопротивление редко меньше, чем у хорошего провода, так что точку крепления зачищают до металла. Подробнее в материале о массе и контурах заземления.
Провода это та статья бюджета, на которой экономят и потом за это платят. Когда собираешь список компонентов, сразу считай кабели по току и длине, как описано в шаге «Подбор компонентов», а не бери «потолще, на глаз».
Купил кабель и сомневаешься, честный ли там калибр? Скинь фото среза и количество жил в чат EBAEVSQ, посчитаем сечение вместе.
Источники
- ASTM B258, «Standard Specification for Standard Nominal Diameters and Cross-Sectional Areas of AWG Sizes of Solid Round Wires Used as Electrical Conductors»
- IEC 60028, «International standard of resistance for copper»
- IEC 60228, «Conductors of insulated cables»
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: Площадь сечения кабеля, OFC и CCA кабель, Демпинг-фактор.