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| Da im Caraudiobereich mit geringeren Spannungen als Homehifibereich gearbeitet wird (Carhifi 13,8V statt 240V im Hifibereich), jedoch die gleichen Ausgangsleistung erbracht werden soll, werden höhere Ströme benötigt um dies zu realisieren. Für diese hohen Ströme müssen größere Kabelquerschnitte verbaut werden, damit diese verarbeitet werden können. Doch was ist nun dran, die Kabelquerschnitte wegen der kleineren Kabelwiderstände zu maximieren und damit eine möglichst verlustfreie Übertragung zu realisien? Was bringt im Endeffekt der kleinere Widerstand und wieviel Leistungunterschied bekommt man für sein Geld, welches man bereit ist für den großen Querschnitt zu bezahlen?! |
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| Hierzu stellen wir folgende Rechnungen auf in denen wir diese Komponenten verbaut haben: |
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| Endstufe: 300 Watt Ausgangsleistung |
| Stromversorgung: 16mm2 mit einer Länge von 6m / Alternativ 50mm2 mit einer Länge von 6m |
| Spannungsquelle Fahrzeug: 13,8 V (Ug) |
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| Bei normalen analogen Endstufen wird ein Wirkungsgrad von ca. 60% angenommen, was für uns bedeutet, dass die Ausgangsleistung um 40% erhöht werden muss um die aufgenommene Leistung zu bekommen. |
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| Weingang = Wausgang * 1,4 --> Weingang = 300W * 1,4 --> Weingang = 420 W |
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| Nun können wir mit diesem Wert und dem Voltwert der Spannungsquelle die aufgenommenen Ampere berechnen, bzw. die Amperezahl ermitteln, welche über das Kabel geschickt wird. Dies kann mit folgender Formel errechnet werden: |
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| Ieingang = Weingang / Ug --> Ieingang = 420W / 13,8V --> Ieingang = 30,4 A |
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| Berechnen wir nun den Leitungswiderstand für die beiden Querschnitte: |
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Dazu werden folgende Faktoren benötigt.
l = länge des Kabels (m)
x = Spezifischer Leitwert (Kupfer 58 MS/m - Silber 67,1 MS/m)
e = Spezifischer Widerstand (Kupfer 0,0172414 - Silber 0,0149031)
q = Querschnittsfläche
Berechnet wird Rkabel mit folgender Formel:
Rkabel = (e*l)/q
Bei einem Leiterquerschnitt von 16mm2 und einer Kabellänge von 6m bekommen wir folgendes Ergebnis bei Kupfer:
Rkabel = 0,0172414 * 6m / 16mm2 --> Rkabel
6m - 16mm2 --> 0,0065 Ohm
6m - 50mm2 --> 0,0021 Ohm
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| Um nun den Spannungsfall auf dieser Strecke zu berechnen, benötigen wir folgende Formel: |
| Uabfall = Rkabel * Ieingang --> Uabfall = 0,0065 Ohm * 30,4 A --> Uabfall = 0,198V |
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| Uabfall bei 16mm2 = 0,198V |
| Uabfall bei 50mm2 = 0,063V |
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| Zieht man nun diese Spannungen von der Eingangsspannung ab, so erhält man die anstehende Spannung an der Endstufe. |
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Für ein 16mm2 wären dies:
Uendstufe = Ug - Uabfall --> Uendstufe = 13,8V - 0,198V --> Uendstufe = 13,6 V |
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| Uendstufe bei 16mm2 = 13,6V |
| Uendstufe bei 50mm2 = 13,74V |
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| Rechnet man dies nun den Leistungsverlust am Kabel aus, kommt man auf folgende Werte: |
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| Pverlust = Uabfall * Ieingang |
| Bei 16mm2: |
| Pverlust = 0,198 V * 30,4 A --> Pverlust = 6 Watt |
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| Für ein 16mm2 = 6 Watt Verlustleistung |
| Für ein 50mm2 = 2 Watt Verlustleistung |
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Die Leistungsverluste am Kabel bzw. am Eingang der Endstufe halten sie wie man bei unserem Beispiel sieht in Grenzen und es kann jeder selbst entscheiden, ob ihm der Mehrpreis des größeren Kabels die gewonnene Leistung wert ist.
Das angeführte Beispiel ist für eine normale Endstufe errechnet worden, werden Endstufen eingesetzt welche höhere Sinusleistungen erbringen, sollte man unbedingt auf ausreichende Kabelquerschnitte achten!! Für extreme Einbauten wie sie z.B. im dbDrag - Wettkampf statt finden gilt weiterhin das Motto ..viel hilft viel! |
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