На полке два силовых кабеля одинаковой толщины. На одном гордо «OFC 99,99 %», на втором мелко «CCA», и он вдвое дешевле. Продавец говорит, что разницы нет, а в чате пишут, что OFC «раскрывает сцену». Правы обычно ни тот, ни другие. Давай посчитаем.
Во сколько раз CCA хуже меди по сопротивлению?
Удельное сопротивление отожжённой меди 0,0172 Ом·мм²/м, это 100 % по шкале IACS (международный эталон проводимости меди). Обычная электротехническая медь ETP даёт около 100 %, бескислородная OFC не меньше 100–101 %. Разница в пределах процента.
Алюминий проводит примерно на 39 % хуже: его удельное сопротивление около 0,0282 Ом·мм²/м, в 1,64 раза больше меди. В CCA по стандарту ASTM B566 медь занимает 10 или 15 % объёма. Для варианта с 10 % меди проводимость получается около 65 % IACS: 0,1 × 100 % + 0,9 × 61 %. Значит, сопротивление CCA при том же сечении примерно в 1,54 раза выше, чем у меди.
Пять мифов про OFC и CCA
«OFC звучит чище и прозрачнее обычной меди» неправда
По сопротивлению OFC и обычная медь отличаются меньше чем на процент. На кабеле к двери длиной 6 м сечением 1,3 мм² это разница в десятые доли миллиома. Ни АЧХ, ни искажения от этого не меняются в сколько-нибудь измеримых пределах. Бескислородная медь важна в промышленности, например при сварке и пайке в водородной атмосфере, где кислород в меди делает её хрупкой. К звуку это отношения не имеет.
«CCA то же самое, только дешевле» неправда
Как мы посчитали, при одинаковом сечении сопротивление CCA в 1,54 раза выше. Кабель 4 AWG из CCA по потерям соответствует медному кабелю сечением около 13,7 мм², это между 6 и 5 AWG. Добавь к этому, что производители CCA часто экономят и на сечении, и получишь кабель, который греется и даёт просадку напряжения на басу.
Вторая проблема механическая. Алюминий мягче, под винтом «течёт», а на воздухе покрывается оксидом с плохой проводимостью. Если медная оболочка на торце повреждена, контакт со временем деградирует.
«Для высоких частот CCA даже лучше: ток всё равно течёт по поверхности» правда наполовину
Скин-эффект существует: с ростом частоты ток вытесняется к поверхности проводника. Считаем глубину скин-слоя для меди на 20 кГц: около 0,47 мм. Жила акустического кабеля обычно тоньше 0,3 мм, и ток по ней распределяется практически равномерно на всём звуковом диапазоне. Для алюминия глубина ещё больше, около 0,6 мм. Так что в звуковой полосе медное покрытие CCA не «работает за всю жилу», и сопротивление остаётся алюминиевым.
На радиочастотах, в антенных кабелях, картина другая, и там CCA оправдан. Но это не автозвук.
«CCA можно, если взять толще» правда
Если сечение CCA в 1,54 раза больше нужного медного, по сопротивлению они сравняются. Вместо медного 4 AWG (21,2 мм²) нужно около 33 мм² CCA, то есть 2 AWG. Условия: честное сечение, качественные гильзы и обжим, защита торцов термоусадкой от влаги. Выигрыш в деньгах при этом часто съедается, а кабель становится толще и хуже гнётся.
«Серебрёные жилы добавляют детальности» зависит
Серебро проводит лучше меди примерно на 6 %. Если сечение то же, потери чуть меньше, и всё. Покрытие серебром защищает медь от окисления и полезно в разъёмах. А «детальность» определяется динамиками, их установкой и настройкой, а не тонким слоем металла на жиле. Зависит от того, за что ты платишь: за стойкость контакта это оправдано, за звук нет.
Как отличить CCA от меди?
- Поцарапай торец жилы ножом. Медь внутри такая же, как снаружи. У CCA под медным слоем серебристый алюминий.
- Взвесь метр кабеля. Алюминий в 3,3 раза легче меди, бухта CCA заметно легче медной того же сечения.
- Подержи жилу в пламени зажигалки. Алюминий плавится при 660 °C, медь при 1085 °C, и CCA быстро «течёт».
- Смотри маркировку: честные производители пишут CCA прямо, нечестные прячут за словами «copper color» или просто «OFC-look».
Где это важно в машине?
Силовой кабель от АКБ к усилителям и масса: здесь токи сотни ампер, и разница в 1,54 раза прямо превращается в потерянные вольты. Акустические провода к мидбасам на 2 Ом: сопротивление провода складывается с выходным сопротивлением усилителя и снижает демпинг-фактор. К твитерам ток маленький, и разница несущественна. Кстати, в динамиках алюминий используют осознанно: катушки из CCAW легче медных, и это облегчает подвижную систему. Там компромисс оправдан, в силовой проводке почти никогда.
А если провод уже куплен?
Для питания усилителя бери медный кабель с честным сечением. Прикидка для плюсового провода 4 AWG (21,2 мм²) длиной 5 м при токе 100 А: медь теряет около 0,41 В, CCA того же сечения около 0,62 В, и это ещё без провода массы. На пиках баса эта разница превращается в просадку напряжения на клеммах усилителя.
К твитерам можно: ток там маленький, и разница в сопротивлении почти ничего не меняет. К мидбасам на 2 Ом лучше медь или CCA заметно большего сечения: сопротивление провода складывается с выходным сопротивлением усилителя и снижает демпинг-фактор. Если всё же берёшь CCA, защити торцы термоусадкой и следи за контактом в клеммах.
При том же сечении сопротивление CCA примерно в 1,54 раза выше, чем у меди, а тепло в проводе растёт пропорционально сопротивлению при том же токе. Значит, CCA кабель выделяет примерно в 1,54 раза больше тепла. Если производитель ещё и сэкономил на сечении, на силовой линии с сотнями ампер провод заметно нагревается и теряет вольты.
Маркировка «OFC 99,99 %» говорит о чистоте меди и почти отсутствии кислорода в ней. По проводимости бескислородная медь OFC даёт не меньше 100–101 % по шкале IACS, обычная электротехническая медь около 100 %, то есть разница в пределах процента. На звук это не влияет. Важнее, чтобы под надписью была медь, а не CCA, и честное сечение.
Звуковая катушка из CCAW сделана из того же омеднённого алюминия, но там его выбирают осознанно: такая катушка легче медной, и подвижная система динамика становится легче. В проводке вес не важен, а сопротивление важно, поэтому там алюминий проигрывает. Подробнее о плюсах и минусах в статье про звуковую катушку из меди и CCAW.
На провода легко потратить как на хороший СЧ динамик и ничего не услышать. Экономь там, где физика разрешает, и не экономь там, где идут сотни ампер. Как распределить бюджет, подсказывает шаг «Подбор компонентов».
Есть кабель без маркировки и сомнения, что там внутри? Покажи фото среза в чате EBAEVSQ, подскажем, что за металл и какое сечение.
Источники
- IEC 60028, «International standard of resistance for copper»
- ASTM B566, «Standard Specification for Copper-Clad Aluminum Wire»
- ASTM B258, «Standard Nominal Diameters and Cross-Sectional Areas of AWG Sizes»
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: AWG калибр кабеля, Звуковая катушка: медь и CCAW, Обжим и пайка.