FAQ
Manch einer fragt sich warum armdicke Kabel mit viel Aufwand von vorne nach hinten verlegt werden, die in ebenso grosse Verteiler münden. Der andere weiss schon warum und will nur die Dimension bestimmen. Beide sollen in diesem Artikel geholfen bekommen.
Die ganz eiligen scrollen runter zur Tabelle mit den empfohlenen Querschnitten.
Die benötigte Strom am Verstärker bestimmt sich aus der Leistungsaufnahme:
Leistung = Strom x Spannung
P = I x U
Beispiel
Ein 4 Kanal Verstärker mit 75W Sinus pro Kanal hat einen Wirkungsgrad von 70%. Die benötigte Leistung beträgt somit 390W. Bei einer festen Gleichspannung von 12V ergibt sich die Stromaufnahme:
I = P/U --> I = 390W / 12V = 32,5A (!)
Hätten wir vergleichsweise 220V Spannungsversorgung, fliessen nur 1,77A.
Wir müssen also grosse Ströme verlustarm befördern. An Verbindungsstellen und in den Leitungen entstehen Übergangswiderstände bzw. Leitungswiderstände. Der Strom verursacht am Widerstand einen Spannungsabfall. Ergo entstehen Verluste.
Kupferkabel hat einen Widerstand.
Welchen genau hängt von der Länge und dem Querschnitt ab.
Der spezifische Widerstand von Kupfer Rho = 0,0178 Ohm*mm^2/m
Der Leitungswiderstand ® ist dann Rho multipliziert man mit der Leitungslänge (L) geteilt durch den Querschnitt (A):
R = Rho x L / A
Beispiel 1
Im Auto liegen insgesamt 6m Stromkabel einschliesslich der Masseleitung. Und weil wir keine dicken Kabel ziehen wollten sind nur 2,5mm^2 zum Einsatz gekommen. Unser Leitungswiderstand ist:
R = 0,0178 x 6m / 2,5mm^2 = 0,04272 Ohm
Mit dem Ohmschen Gesetz als Hilfe haben wir einen Einen Spannungsabfall von:
U = R x I --> U = 0,04272 Ohm x 32,5A = 1,39V
Hört sich nicht viel an, sind aber schon 11,6% der Eingangsspannung und an der Endstufe bleiben so nur noch 10,6V übrig.
Beispiel 2
Wir nehmen hier ein Kabel mit 25mm^2 und erhalten:
R = 0,0178 x 6m / 25mm^2 = 0,004272 Ohm
U = R x I --> U = 0,004272 Ohm x 32,5A = 0,139V
Also entstehen nur 1,16% Verluste und die Endstufe hat noch 11,86V Betriebspannung.
Satte Leistungsverluste
Da die Spannung eine quadratische Abhängigkeit zur Leistung hat ist ein Spannungsverlust noch viel schlimmer.
P = U^2 / Ri
Mit dem Innenwiderstand von Ri=U/I = 12V/32,5A = 0,37Ohm ist unsere Maximalleistung für die beiden Beispiele
1. P = (10,61)^2 / 0,37Ohm = 304W --> 28% Verlust
2. P = (11,86)^2 / 0,37Ohm = 380W --> 2,6% Verlust
Nun dürfte klar sein, warum grosse Leistungen eine extreme Sorgfalt bei der Verkabelung erfordern. Grundsätzlich gilt natürlich Leitungen so kurz wie möglich zu halten. Mit dieser Anleitung lässt sich auch berechnen was im Fall von Übergangswiderständen bei schlechtem Kontakt passiert.
Ein Kondensator (Cap) kann den Dauerstrombedarf nicht verringern, wohl aber die kurzzeitigen Spannungseinbrüche durch kurze Basspunches verhindern. Denn die Batterie produziert Strom mittels einer chemische Reaktion die nicht so schnell einsetzt wie erforderlich. Das federt der Kondensator ab, liefert den benötigten Strom und sorgt für einen Leistungszuwachs wegen stabiler Versorgungsspannung.
Empfohlene Leitungsquerschnitte:
Querschnitt Stromstärke Verstärkerleistung
4,0 mm² 20 A ca. 150 W
6,0 mm² 25 A ca. 200 W
10,0 mm² 35 A ca. 300 W
16,0 mm² 50 A ca. 400 W
25,0 mm² 60 A ca. 500 W
35,0 mm² 80 A ca. 600 W
50,0mm² 100 A ca. 1000 W
Die Verstärkerleistung bezieht sich hier auf die gesamte Ausgangsleistung aller Kanäle mit einem Wirkungsgrad der Endstufe von 60 – 70%.
Happy Wiring
Thilo
Die ganz eiligen scrollen runter zur Tabelle mit den empfohlenen Querschnitten.
Die benötigte Strom am Verstärker bestimmt sich aus der Leistungsaufnahme:
Leistung = Strom x Spannung
P = I x U
Beispiel
Ein 4 Kanal Verstärker mit 75W Sinus pro Kanal hat einen Wirkungsgrad von 70%. Die benötigte Leistung beträgt somit 390W. Bei einer festen Gleichspannung von 12V ergibt sich die Stromaufnahme:
I = P/U --> I = 390W / 12V = 32,5A (!)
Hätten wir vergleichsweise 220V Spannungsversorgung, fliessen nur 1,77A.
Wir müssen also grosse Ströme verlustarm befördern. An Verbindungsstellen und in den Leitungen entstehen Übergangswiderstände bzw. Leitungswiderstände. Der Strom verursacht am Widerstand einen Spannungsabfall. Ergo entstehen Verluste.
Kupferkabel hat einen Widerstand.
Welchen genau hängt von der Länge und dem Querschnitt ab.
Der spezifische Widerstand von Kupfer Rho = 0,0178 Ohm*mm^2/m
Der Leitungswiderstand ® ist dann Rho multipliziert man mit der Leitungslänge (L) geteilt durch den Querschnitt (A):
R = Rho x L / A
Beispiel 1
Im Auto liegen insgesamt 6m Stromkabel einschliesslich der Masseleitung. Und weil wir keine dicken Kabel ziehen wollten sind nur 2,5mm^2 zum Einsatz gekommen. Unser Leitungswiderstand ist:
R = 0,0178 x 6m / 2,5mm^2 = 0,04272 Ohm
Mit dem Ohmschen Gesetz als Hilfe haben wir einen Einen Spannungsabfall von:
U = R x I --> U = 0,04272 Ohm x 32,5A = 1,39V
Hört sich nicht viel an, sind aber schon 11,6% der Eingangsspannung und an der Endstufe bleiben so nur noch 10,6V übrig.
Beispiel 2
Wir nehmen hier ein Kabel mit 25mm^2 und erhalten:
R = 0,0178 x 6m / 25mm^2 = 0,004272 Ohm
U = R x I --> U = 0,004272 Ohm x 32,5A = 0,139V
Also entstehen nur 1,16% Verluste und die Endstufe hat noch 11,86V Betriebspannung.
Satte Leistungsverluste
Da die Spannung eine quadratische Abhängigkeit zur Leistung hat ist ein Spannungsverlust noch viel schlimmer.
P = U^2 / Ri
Mit dem Innenwiderstand von Ri=U/I = 12V/32,5A = 0,37Ohm ist unsere Maximalleistung für die beiden Beispiele
1. P = (10,61)^2 / 0,37Ohm = 304W --> 28% Verlust
2. P = (11,86)^2 / 0,37Ohm = 380W --> 2,6% Verlust
Nun dürfte klar sein, warum grosse Leistungen eine extreme Sorgfalt bei der Verkabelung erfordern. Grundsätzlich gilt natürlich Leitungen so kurz wie möglich zu halten. Mit dieser Anleitung lässt sich auch berechnen was im Fall von Übergangswiderständen bei schlechtem Kontakt passiert.
Ein Kondensator (Cap) kann den Dauerstrombedarf nicht verringern, wohl aber die kurzzeitigen Spannungseinbrüche durch kurze Basspunches verhindern. Denn die Batterie produziert Strom mittels einer chemische Reaktion die nicht so schnell einsetzt wie erforderlich. Das federt der Kondensator ab, liefert den benötigten Strom und sorgt für einen Leistungszuwachs wegen stabiler Versorgungsspannung.
Empfohlene Leitungsquerschnitte:
Querschnitt Stromstärke Verstärkerleistung
4,0 mm² 20 A ca. 150 W
6,0 mm² 25 A ca. 200 W
10,0 mm² 35 A ca. 300 W
16,0 mm² 50 A ca. 400 W
25,0 mm² 60 A ca. 500 W
35,0 mm² 80 A ca. 600 W
50,0mm² 100 A ca. 1000 W
Die Verstärkerleistung bezieht sich hier auf die gesamte Ausgangsleistung aller Kanäle mit einem Wirkungsgrad der Endstufe von 60 – 70%.
Happy Wiring
Thilo
Verstehen kann man das Leben nur rückwärts, leben muss man es vorwärts.