RECENZIE: 4časť

Káble v aute

Po veľkých diskusiách na tuning fóre som sa rozhodol zaoberať sa trochu hlbšie problematikou úbytkov napätí na vodiči a vyrovnávania napäťových strát na napájacom kábli.
Ako všetci zainteresovaný vieme každý vodič ma svoj odpor aj keď malý ale má. Samozrejme že záleží od materiálu, z ktorého je vodič vyrobený. Vzhľadom na naše možnosti používame medené káble. Tu máme zase dve možnosti: použijeme splietaný kábel (lanko), alebo drát(plný vodič). Už len z hľadiska manipulácie je výhodné používať splietaný kábel. Druhá výhoda je, že má o 1/5 nižší odpor ako drát toho istého prierezu.
Napríklad medený drát s prierezom 1mm2 má odpor 24,6 ohm/1km, lanko toho istého prierezu má približný odpor 19,8 ohm/1km. Samozrejme údaje sú približné, lebo záleží od výrobcu a jeho technológie výroby samotného vodiča. Pre ilustráciu uvediem približné hodnoty odporov jednotlivých prierezov vodičom.
Splietaný vodič (lanko)-
1mm2 – 19,8 ohm/1km...............0,01980 ohm/m
1,5 mm2 – 13,2 ohm/1km...........0,01320 ohm/m
2,5 mm2 – 7,91 ohm/1km...........0,00791 ohm/m
4 mm2 – 4,92 ohm/1km..............0,00492 ohm/m
6 mm2 – 3,28 ohm/1km..............0,00328 ohm/m
10 mm2 – 1,95 ohm/1km............0,00195 ohm/m
16 mm2 – 1,21 ohm/1km............0,00121 ohm/m
25 mm2 – 0,788 ohm/1km..........0,000788 ohm/m
zdroj (kablo)
Poviete si „veď to na tých 5 metroch čo mám v aute je to skoro nič“, ale opak je pravdou. Keď si zoberieme že v aute mam zosilňovač o výkone 400W, jeho príkon je zhruba 615W a pri 14,4V napájaní to predstavuje odber 42,7A.
Toto je všetko len približne a uvádzam to len pre ilustráciu. Keby sme použili 5 metrov 1,5 mm2 kábla na napájanie zosilňovača tak pri plnom výkone by na jeho svorkách bolo nižšie napätie o úbytok na vodiči. Skúsime si to vypočítať. U= R*5*I
U= 0,01320ohmu/m*5m*42,7A U=2,81V Na kábli nám vznikne úbytok
napätia 2,81V. Z toho vyplýva že zosilňovač by nebol napájaný 14,4V, ale len 11,59V.Tento by nám už nedodal potrebný výkon a zvuk by bol z neho skreslený a navyše by sa kábel veľmi zohrieval. Ak by ho ochrana už nevypla. Pre 400W zosilňovače sa bežne požíva 5 metrový kábel s prierezom 10 mm2. Skúsme si vypočítať úbytok na tomto kábli. U=R*5*I
U= 0,00195ohm/m*5m*42,7A U=0,416V Na kábli nám vznikne úbytok 0,416V. Z toho vyplýva, že pri plnom výkone mame na svorkách 13,98V. Každý si povie, to už by sa dalo, nie? Odpoveď znie, Nie! Keď vieme, že v zosilňovači pracuje menič napätia zo vstupným napätím, tak aj 0,5V môže znamenať dosť na výstupnom výkone. No a zase trochu matematiky. Ak pri 14,4V menič vyrobí pre koncový stupeň 2x35V tak pri 13,98V je to len 2x33,9V. Z čoho vyplýva aj nižší výstupný výkon.
OK ale ako eliminovať straty na kábli?
Na tento účel sa používajú kapacitory, alebo prídavné akumulátory, ktoré sú umiestnené čo najbližšie k zosilňovaču. Tieto nám vykrývajú straty na kábli.
Kapacitory určené do áut majú špeciálnu konštrukciu a špeciálne dielektrikum, vzhľadom na veľký vybíjaní prúd. Klasické kapacitory nie sú konštrukčne vyrábané na veľký vybíjací prúd. Väčšinou sú konštruované na filtráciu jednosmerného napätia, a nedoporučuje sa ich vybíjať skratovaním vývodov. Pri veľkých vybijacích prúdov môže dôjsť k odpáleniu zvodov vo vnútri kapacitora. Na trhu sú v ponuke kapacitory s kapacitou 1F/20V. Tento podľa výrobcu je schopný dokonale eliminovať straty na kábli pre max.. 800W zosilňovač. Samozrejme aj pre väčšie výkony eliminuje straty ale nie už v plnom rozsahu. Pre vyššie výkony máme možnosť použiť ďalší kapacitor, kombinovať ho s akumulátorom do vnútorného prostredia, alebo ho nahradiť akumulátorom do vnútorného prostredia (želé články). Ich konštrukcia je robená tak aby sa z nich neodparovala kyselina. Vyrábajú sa v rôznych prevedeniach a rôznou kapacitou. Ich jedinou nevýhodou vzhľadom na to, že sú hermeticky uzavreté je, že niesu stavané na skratový-štartovací prúd. Takýto akumulátor 12V/17Ah má vnútornú kapacitu približne 10F. V praxi to znamená že je schopný dodávať požadovaný prúd 10x dlhšie ako kapacitor 1F. Pre záujemcov ponúkam pár čísel od výrobcu. Pri vybíjacom prúde 45A je schopný dodávať požadované napätie po dobu 23 minút nepretržite. Ak pôjdeme do extrému tak pri vybíjacom prúde 300A je to 5 minút bez toho aby došlo k jeho poškodeniu. Jeho negatívom je už spomínaný štartovací prúd. Samozrejme sa dajú tieto zápory elektricky odstrániť úpravou zapojenia v obvode napájania zosilňovača.
Ďalej by som chcel upozorniť prípadných záujemcov o silne výkony v aute, že treba mať akumulátor dostatočnej kapacity(hlavný-pre motor) a samozrejme aj alternátor, ktorý bude schopný dodať nami požadovaný prúd. Musíme si uvedomiť, že s autom musíme aj svietiť, fúkať na okna a hádzať iskru v motore. To sú len niektoré spotrebiče v aute. Z toho vyplýva, že mať v aute kvalitnú hudbu nie je lacná záležitosť.
Veľa úspechov.