Wie dick müssen die Stromkabel sein?

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dietelma
Ist häufiger hier

#1 erstellt: 12. Jan 2004, 09:38

Ich hab in meinem Kofferraum einen AktivSub mit 100Watt RMS eingebaut. Reicht es wenn ich 6Quadrat Kabel von der Batterie aus zum Kofferraum lege oder ist da der Wiederstand zu groß?

MojoMC
Inventar

#2 erstellt: 12. Jan 2004, 09:45

Suchfunktion!

Spannungsabfall kann man ausrechnen, viel Spaß. Hier einige generelle Anmerkungen...

(Aufbrennen wird bei 6qmm wohl nichts, aber Sicherung nicht vergessen. Wenn du das Kabel allerdings erst noch kaufen musst, nimm 8 oder 10qmm, das wird minimal mehr kosten.)

Willst du vielleicht später mal "aufrüsten"? Dann wäre es imho ein Fehler, nur so dünnes Kabel zu verlegen. Dann hättest du späte die Arbeit nochmal...

Die Watt-Angaben bei Endstufen beziehen sich immer auf die Ausgangsleistung, also die Leistung, die an die Lautsprecher abgegeben wird. Alles andere wäre ja uninteressant.

Die Endstufen haben aber beileibe keinen Wirkungsgrad von 100%, sondern weniger. Eine analoge kann durchaus 65% Wirkungsgrad haben, eine digitale hat bauartbedingt einen besseren Wirkungsgrad.

Sie geben also nur 65% der Eingangsleistung wieder aus. Wenn sie also 1200W ausgeben können, brauchen sie dafür ca. 1850W Eingangsleistung - und diese Eingangsleistung muss durchs Stromkabel.

Ich hab noch bei den Klangfuzzis eine kleine "Abhandlung" über Strom bei Car-Hifi gefunden; danach sollte wirklich alles (Wirkungsgrad, Ein- vs. Ausgangsleistung, Widerstand des Kabels, Spannungsabfall, etc.) geklärt sein:

Bei der Zusammenstellung der Car-HiFi-Anlage steht die Stromversorgung oft im Hintergrund. Welch fatale Auswirkungen es hat, sein ganzes Erspartes in Steuergerät, Verstärker und Lautsprecher zu investieren und dann bei der Stromversorgung zu knausern, zeigt folgendes Rechenbeispiel:Eine Vierkanalendstufe mit 4 x 100 Watt Sinusleistung(Dauerleistung), entsprechend 4 x 165 W Musik(max.leistung), und einem Wirkungsgrad von 60 % hat eine maximale Stromaufnahme von 1100 Watt.

4 x 165W x 100% : 60% = 1100W

Bei einer Heimanlage ergäbe sich gemäß der Formel Leistung(Watt) = Spannung(Volt) x Stromstärke(Ampere), üblicherweise dargestellt als:

P = U x I

(wobei "P" für leistung steht, "U" für die elektrische Spannung und "I" für die elektrische Stromstärke) eine erforderliche Stromstärke von 5 Ampère. Im Auto jedoch, bei "nur" 12 Volt Bordspannung muss ein Ausgleich über eine entsprechend höhere Stromstärke stattfinden, um einen etwa gleichen Wirkungsgrad zu erreichen. Rein rechnerisch sind in unserem Beispiel 88 Ampère erforderlich, um der Endstufe zu ihrer Leistung zu verhelfen.

1100W : 12,5V = 88A

Dieser enorme Wert verlangt eine ausreichend dimensionierte, solide Verkabelung mit einem empfolenem Querschnitt für die Stromkabel ab 35 mm² .Der Innenwiederstand der Endstufe berechnet sich mit Widerstand = Spannung : Stromstärke(R=U/I) zu ca. 140 Milliohm.

12,5V : 88A = 0,142 Ohm

Der zusätzliche Widerstand einer durchschnittlichen Verkabelung mit 6 Metern Pluskabel von 10 mm² Querschnitt, der mit einem Milliohmmeter gemessen werden kann und bei ca. 45 Milliohm liegt, führt zu einem Spannungsabfall zwischen Batterie und Endstufe.In unserem Beispiel bekommt die Endstufe statt der 12,5 V, die der Regler der Lichtmaschine unter Last bereitstellt, nur noch ca 9,5V.

0,142Ohm x 12,5V : 0,142Ohm + 0,045 Ohm = 9,49V

Wenn man die resultierende Stromstärke nachrechnet, fließen nach der Formel U = R x I nur noch knapp 70A.

9,49V : 0,142 Ohm = 66,8A

Berechnet man nun die verbleibende Leistung, so ergibt sich nach der Formel P = U x I eine Leistungsaufnahme von nur noch rund 600 Watt.

9,49V x 66,8 = 634 Watt

Allein durch die unvollkommene Verkabelung gehen im vorgenannten Beispiel 42% der Endstufenleistung verloren! Damit leistet die Endstufe bei 60% Wirkungsgrad gerade noch 4 x 95 Watt. Das ist fast die Hälfte. Der einzige Weg zur Minderung dieser verluste ist der Aufbau einer Verkabelung mit minimalem Widerstand.

634W x 60% : 4 x 100% = 95,1Watt

Bei halber Leistung ergibt sich ein Dynamikverlust von 3 dB (entsprechend der 0,8fachen Lautstärke) Jetzt dürfte klar sein, warum eine gute Stromversorgung der Car-Hifi-komponenten so wichtig ist. Einige Hersteller beugen dem Spannungsverlust vor, indem sie die Endstufen-Schaltnetzteile mit Spannungsteilern versehen. somit wird die Ausgangsleistung fast beibehalten. der Nachteil hierbei ist ein geringerer Wirkungsgrad der Endstufe (z.B. 55%). damit beträgt die leistungsaufnahme für die 4 x 165W Musikleistung schon 1200 Watt.

4 x 165W x 100% : 55% = 1200W

Da die Lichtmaschine samt zugehörigem Laderegler mit steigender Belastung weiter in die Knie geht, stehen vorne nur noch 12 Volt zur Verfügung, hinten kommen davon gemäß obiger Berechnung nur noch rund 9 Volt an. Damit fließen nach der Formel P = U x I für 1200 Watt Leistungsaufnahme theoretisch über 130 Ampère.

1200W : 9,1V = 132A

Dieser eher theoretische Wert ist eine Extrembelastung für die Endstufe - und vor allem für die Fahrzeugelektrik, die diesen ?artfremden? Anforderungen nicht gewachsen ist.

-Die Hauptsicherung direkt hinter der Batterie ist ein Muss.
-Der Anschluß eines Pufferkondensators erfolgt möglichst nah an den Verstärkerklemmen.

-Besser den Querschnitt überdiemensionieren als zu dünn wählen.
-Pro 100 Watt Leistung benötigt man ca. 0,1 Farad.

-Masseleitung und plusleitung gleich dick ausführen.
-Bei mehreren Endstufen gehört der Kondensator an die leistungsstärkste.

-Dicke Kabel kosten weniger als größere Endstufen.
-Eine unzureichende Verkabelung kann auch durch einen Kondensator nicht korrigiert werden.