Продавец советует «провод потолще, 4 гейдж», в инструкции к усилителю написано 25 мм², а на катушке в магазине вообще «8 Ga» и цена в три раза ниже, чем у соседней. Выглядят они почти одинаково: толстая изоляция всё прячет. Разобраться помогает одна цифра, площадь сечения меди внутри.
Почему сечение важнее, чем «толщина провода»?
Провод похож на трубу, по которой течёт ток. Узкая труба сопротивляется потоку, часть напора теряется по дороге. Сопротивление медного провода считается просто: R = ρ · L / S, где ρ около 0,0175 Ом·мм²/м для меди, L это длина, S это сечение. Удвоил сечение, сопротивление упало вдвое. Удвоил длину, выросло вдвое.
Изоляция тут ни при чём. Бывают кабели с толстой мягкой оболочкой и тонкой жилой внутри, и на глаз они выглядят как провод вдвое солиднее. Смотри маркировку в мм², а если указан только американский калибр, переводи его: про это отдельная статья AWG калибр кабеля.
Сколько теряет плюсовой провод длиной 5 м?
Типичная длина от аккумулятора до багажника в седане около 5 м. Посчитаем потери на токе 100 А, это примерно усилитель класса D на 1000 Вт на полной мощности.
| Сечение | Сопротивление 5 м | Падение на 100 А | Уходит в тепло |
|---|---|---|---|
| 16 мм² | 5,5 мОм | 0,55 В | 55 Вт |
| 25 мм² | 3,5 мОм | 0,35 В | 35 Вт |
| 35 мм² | 2,5 мОм | 0,25 В | 25 Вт |
| 50 мм² | 1,75 мОм | 0,18 В | 17,5 Вт |
Полвольта на 100 А выглядят мелочью, но это только плюс. К нему добавляется минус через кузов, контакты клемм, держатель предохранителя, дистрибьютор. В сумме на пиках баса усилитель легко видит на вольт меньше, чем показывает мультиметр на клеммах АКБ. Как это выглядит на практике, разобрано в статье про просадку напряжения.
Медь, алюминий и CCA
Алюминий проводит примерно в 1,6 раза хуже меди. Кабель CCA (алюминий, покрытый медью) по сопротивлению ближе к алюминию, хотя снаружи блестит медью. Значит, CCA на 25 мм² работает примерно как медь на 16 мм². Не криминал, если ты это учёл и взял сечение с запасом. Хуже, когда его продают как «медный» и ты считаешь по меди. Подробнее в статье OFC и CCA кабель.
А что с акустическим проводом?
Здесь токи меньше, но важно отношение сопротивления провода к импедансу динамика. Возьмём линию 5 м туда и 5 обратно:
| Сечение | Сопротивление линии | Потеря на 4 Ом | Потеря на 2 Ом |
|---|---|---|---|
| 0,75 мм² | 0,23 Ом | −0,5 дБ | −1,0 дБ |
| 1,5 мм² | 0,12 Ом | −0,25 дБ | −0,5 дБ |
| 2,5 мм² | 0,07 Ом | −0,15 дБ | −0,3 дБ |
Потеря громкости сама по себе ерунда, её вернёт гейн. Интереснее другое: сопротивление провода складывается с выходным сопротивлением усилителя и снижает демпинг-фактор для мидбаса и сабвуфера. На 2-омной нагрузке это заметнее, поэтому для низа провод берут толще, а для твитера хватает скромного сечения. Разницу «в звучании проводов» одинакового сечения я оставлю тем, кто её слышит.
На чём горят при выборе силового кабеля
- Выбирать кабель по толщине изоляции, а не по мм² жилы.
- Тянуть толстый плюс и экономить на минусе.
- Считать CCA как медь.
- Забывать, что сечение должно соответствовать номиналу главного предохранителя.
- Ставить разветвление без отдельных предохранителей на ветках меньшего сечения.
Сколько квадратов тянуть под свой усилитель
25–35 мм² меди для плюса длиной около 5 м, это ориентир. Усилитель класса D на 1000 Вт на полной мощности тянет порядка 100 А, и на 25 мм² теряется около 0,35 В, на 35 мм² около 0,25 В. Минус до кузова того же сечения. Точное значение смотри в инструкции к своему усилителю и бери с запасом под следующий.
Калибр 4 AWG соответствует примерно 21,2 мм² меди, 8 AWG около 8,4 мм², 0 AWG около 53,5 мм². Чем меньше номер AWG, тем толще жила. Поэтому «8 Ga» на дешёвой катушке в два с половиной раза тоньше по меди, чем «4 гейдж», и это если калибр честный. Подробная таблица перевода в статье AWG калибр кабеля.
Да. Главный предохранитель у АКБ защищает сам кабель, поэтому его номинал не должен превышать ток, который выдерживает провод этого сечения. Если от толстого плюса идут ветки меньшего сечения к нескольким усилителям, на каждой ветке нужен свой предохранитель под её сечение. Иначе при коротком замыкании тонкая ветка сгорит раньше, чем сработает главный предохранитель.
Потери в силовом кабеле считают как I² × R. Для медного плюса 5 м при токе 100 А это около 55 Вт на 16 мм², 35 Вт на 25 мм² и 17,5 Вт на 50 мм². Эти ватты уходят в тепло провода, а не в усилитель, и столько же теряет минус, если он того же сечения. Удвоение сечения вдвое снижает потери.
Сними изоляцию с конца и посчитай: для многожильного провода сечение равно числу жил, умноженному на π × d² / 4, где d диаметр одной жилы. Например, 500 жил по 0,2 мм дают около 15,7 мм². Толщину изоляции не учитывай вообще. Заодно поцарапай жилу: серебристый металл под медью означает CCA, и сечение нужно считать с поправкой.
Силовой кабель прокладывают один раз: вскрывать пороги ради замены провода никому не хочется. Поэтому сечение считают под систему «на вырост», а не под первый усилитель. Как планировать электрику вместе с выбором железа, мы разбираем в шаге «Подбор компонентов».
Посчитал длины и не знаешь, хватит ли 25 мм² или брать 35? Напиши в чат EBAEVSQ мощность усилителей и где стоит АКБ, прикинем вместе.
Источники
- IEC 60228, «Conductors of insulated cables»
- ISO 6722, «Road vehicles: 60 V and 600 V single-core cables»
- А. П. Ефимов, А. В. Никонов, М. А. Сапожков, В. И. Шоров, «Акустика. Справочник», 1989
См. также: AWG калибр кабеля, OFC и CCA кабель, Просадка напряжения, Re, Параллельное подключение.