Акустический кабель сечение – коаксиальные провода для акустики и другие виды. Как выбрать аудиокабель для систем? Таблица сечения по мощности

Акустический кабель сечение – коаксиальные провода для акустики и другие виды. Как выбрать аудиокабель для систем? Таблица сечения по мощности

Posted on

Содержание

Рассчитываем сечение акустического кабеля – hifi-audio.ru

Казалось бы простой вопрос, возникающий при коммутации своей аудиосистемы “какого сечения акустический кабель выбрать для подключения акустических систем” порой многих ставит в тупик. Советов можно услышать много, но часто вы не получите внятного ответа почему именно такое сечение рекомендует тот или иной специалист.
Я думаю, что лучше один раз все понять самостоятельно, чем полагаться на утверждения передаваемые подобно слухам.
Почему не все могут обосновать свой ответ ясно – для правильного ответа потребуются математические расчеты по нескольким, хотя и элементарным, но порой подзабытым формулам, а так же справочные данные по проводимости конкретных материалов (медь, серебро и тд).
Сегодня будем отвечать на вопрос, как подобрать кабель нужного сечения под конкретные АС.
Поэтому для примера сгенерируем аудиосистему состоящую из усилителя:

Sony TA-F333ESJ
Мощность усилителя 120 ват при 6 Омах.
Акустических системы возьмем Coral X III


Максимальная мощность 200 ват при 6 Омах.
Попробуем определить напряжение и силу тока, которое будет воздействовать на кабель.
Так как мы знаем мощность усилителя (120 ват) и сопротивление акустических систем (6 Ом), то для расчета подходит формула:

U= корень из (мощность*сопротивление)
U=корень из (120*6)=26,8 вольт

Напряжение в проводе при максимальной мощность равно 26,8 вольт.
Посчитаем силу тока (амперы).
Для этого достаточно мощность усилителя разделить на напряжение в проводе:
120/26,8=4,47 А.

Итого на акустический кабель будут воздействовать такие факторы, как напряжение в 26,8 вольт силой 4,47 Ампер.

Следовательно у кабеля должно быть сечение, которое как минимум выдержит 5 Ампер. Если значение будет больше, чем кабель с выбранным сечением может выдержать, кабель сильно нагреется, может перегореть или стать причиной пожара.
Но почему этого не может быть с акустическими кабелями мы легко поймем по таблице ниже:


Из таблицы видно, что даже самый худосочный кабель с сечением 1,5 квадратных миллиметра выдерживает до 19 Ампер (по другим таблицам до 15).
В нашем случае усилитель даже на максимальной громкости не даст 5 Ампер.
Хорошо, мы поняли, что даже 1,5 квадрата кабеля с тройным избытком для этого усилителя и акустики, так зачем же выбирают кабеля большего сечения и что вообще означает слово сечение, разве это не диаметр?

Начну с конца. Сечение – это не диаметр. Сечение высчитывается из диаметра жилы и равно
диаметр жилы в квадрате * 0,785.
Для получения сечения всего кабеля нужно количество жил умножить на найденное сечение одной жилы.
Но, так как в акустическом кабеле очень много жил и их вручную считать тяжело, то можно замерить общий диаметр линейкой или штангенциркулем и умножить на коэффициент 0,91.


Пример: если у нас многожильный кабель с общим диаметром 3мм, то его сечение составит

3 в квадрате *0,91*0,785=3*3*0,91*0,785=6,42

Т.е. сечение кабеля с диаметром 3 квадратных мелиметра равно 6,42 милиметра.
Аналогично (другой пример), если диаметр жилы (пусть одножильный кабель) равно 2 квадратных миллиметра, то его сечение будет равно

2 в квадрате*0,785=2*2*0,785=3,14 мм

Поэтому если вы купили кабель с сечением 2,5 квадратных миллиметра и на глаз видите, что оно меньше такового диаметра, то все верно, так оно и есть, потому что сечение, это не диаметр.
Теперь вернусь к первой части – зачем использовать более толстый провод, если уже полторашки за глаза.
Из за двух неучтенных параметров – сопротивление провода и падение напряжения.
Сопротивление на пути сигнала, как вы понимаете должно быть минимальным, но в том то и фокус, что чем меньше сечение провода, тем выше сопротивление. Поэтому увеличивая сечение провода мы уменьшаем сопротивление.

Представьте, что провод – это труба, а сопротивление – это краник на ней,мешающий течь воде с полным напором. Уменьшая сопротивление мы повышаем напор.
Это можно сделать выбрав более толстый по сечению кабель.
Демонстрацию этого хорошо отражает следующая картинка:


Падение напряжения тоже не приведут ни к чему  хорошему – видите того чудика, что пихает ногой ток в зад?
Ладно, ясно, что кабель нужно потолще, но ведь главный вопрос все тот же – насколько толще?

А это опять будем считать.
Наша цель – получить минимальное сопротивление провода и минимальное падение напряжения.
К счастью эти параметры взаимосвязаны – увеличивая сечение провода, мы уменьшаем падение напряжения.
Т.е. основная цель – получить кабель с сечением разумной достаточности, когда у него еще толщина приемлемая, но сопротивление уже малое и падение напряжения на нем ничтожное.
Итак, считаем сопротивление провода (в Омах).
В этом месте разумно привести справочные данные по сопротивлению проводника из разных металлов.
Для проводника длинной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 квадратный миллиметр эти значения следующие:

Серебро – 0,016
Медь – 0,0175

Алюминий – 0,026

Почему в таблице приведен алюминий? Чтобы вы поняли, что это худший кандидат. А вот разница между медью и серебром очень небольшая – неожиданно?
Ну что же, считаем сопротивление провода.
Считаем, что его длина равна 3 метра, так как думаю у большинства расстояние между усилителем и АС не превышает этого размера (у меня в реальной системе стоят акустические кабели длиной 2,5 метра и сечением 2,5).
Сопротивление провода:

Формула следующая – сопротивление проводника (пусть медь – 0,0175) умножаем на длину кабеля до колонки (пусть 3 метра). Полученный результат делим на сечение провода, который мы предполагаем использовать (пусть 2,5).

R=0.0175 * 3/2.5=0,021 Ом

Еще раз формула по расчету сопротивления кабеля:
сопротивление меди * длина кабеля / сечение =

или для серебра:
сопротивление серебра * длина кабеля / сечение =

Ответ по медному кабелю с сечением 2,5 квадратных мм и длиной 3 метра = 0,021 Ом.
Но!
На колонку идут 2 провода (+ и -), поэтому этот результат нужно умножить на 2.
Реальный ответ по сопротивлению акустического кабеля 0,021*2=0,042 Ом
медный кабель сечением 2,5 и длиной 3 метра имеет сопротивление 0,042 Ома.
Теперь можно высчитать падение напряжения.
Оно рассчитывается по формуле:

dU=I*R

I – сила тока, которая воздействует на кабель. Мы ее рассчитали в самом начале статьи, и она равна для нашего усилителя+акустические системы 4,47 Ампер.

R – сопротивление проводника, которое мы только что посчитали и оно равно для нашего случая 0,042 Ом
Считаем падение напряжения:

4.47*0,042=0,18 вольт
Еще раз:
dU = i (4,47a) * сопротивление провода R (0.042)= 0.18 v

Т.е. из за кабеля с сечением 2,5 мм и длинной 3 метра мы имеем падение напряжения на 180 миливольт.
Или в процентах…
Вспомните, в начале мы высчитали, что наш усилитель может выдать в максимуме 26,8 вольт. Это 100%.
26,8 вольт = 100%
Узнаем чему равен 1%:
1%= 26,8/100=0,268в

Теперь осталось разделить полученное нами значение падения напряжения на кабеле (0,18v) на 0,268 (1%) и узнать на сколько процентов падает напряжение из за кабеля:

0,18/0,268= 0,67%

И вот мы знаем, что используя медный кабель сечением 2,5 и длиной 3 метра мы будем иметь падение напряжения на 0,67% и сопротивление 0,042 Ом.
А если кабель был бы тоньше, сечением 1,5мм?
Считаем.
Сопротивление провода:

R=0.0175 (медь) * 3 (длина)/1.5=0,035 Ом
Медь    * длина / сечение = 0,035
Два провода на колонку = 0,035*2=0,07

Падения напряжения на кабеле %:
dU=I*R
dU = i (4,47a) * сопротивление провода R (0.07)= 0.3 v
0,3/0,268= 1,11%

Т.е. если выбрать кабель сечением не 2,5,а 1,5, то получим возросшее почти 2 раза сопротивление кабеля и почти двухкратное падение напряжения по сравнению с предыдущим результатом. Хотя цифры потерь на самом деле в районе 1%.

Хорошо, давайте посчитаем значение сопротивления для медного кабеля сечением 4 квадратных миллиметра:
R=(0.0175 (медь) * 3 (длина)/4)*2=0,026 Ом
Падение напряжения для сечения 4мм и длинны 3м:
dU = i (4,47a) * сопротивление провода R (0.026)= 0.11v
0,11/0,268= 0,4%
Как видим при сечении кабеля 4 квадратных миллиметра результат вообще блестящий.
Но что будет если мы посчитаем для сечения 6?
R=(0.0175 (медь) * 3 (длина)/6)*2=0,017 Ом
dU = i (4,47a) * сопротивление провода R (0.017)= 0.075v
0,075/0,268= 0,28%
Тогда давайте уже посмотрим сечение 10:
R=(0.0175 (медь) * 3 (длина)/10)*2=0,01 Ом
U = i (4,47a) * сопротивление провода R (0.01)= 0.04v
0,04/0,268= 0,1%

Т.е. результат показывает, что практически идеальное сопротивление и минимальное падение для усилителя Sony TA-F333ESJ при акустических системах Coral X III будет иметь кабель сечением 10 квадратных миллиметров.
Так же, как видите, не стоит недоумевать при виде очень толстых кабелей.
С другой стороны получив толстенный кабель мы улучшили параметры в районе 1%, но получили несколько эргономических недостатков – такой большой и тяжелый кабель сложно крепить – скорее всего разъемы не смогут зажать такой кабель, придется прибегать к лопаткам, а не надежный контакт с лопатками – дополнительный потенциальный неблагоприятный фактор.

Я предпочитаю голый провод подключаемый напрямую к усилителю и АС.
Из этого рассчета можно вывести, что в среднем оптимальным сечением для ~100 ватного на канал гипотетического среднего усилителя является сечение 4 квадратных миллиметра. Но уже 4 миллиметра трудновато закрепить во многие разъемы разных усилителей. Поэтому оптимальным и наверное минимально достаточным является сечение 2,5. Поэтому для усилителей 80-150 ват можно подбирать кабель из диапазона сечений 2,5-4 квадратных миллиметра.
А точно, под свою систему, вы легко можете рассчитать самостоятельно воспользовавшись этим материалом.
Отдельно уведомляю, что я не являюсь специалистом по электротехнике, и многие нюансы наверняка объяснил как то не так, но я использовал общеизвестные формулы, чтобы показать, что при выборе акустического кабеля, а конкретно его сечения, никакой магии нет, все можно рассчитать самостоятельно не прикладывая особых усилий и не веря наслово.