Оригинал сообщения

Зашел тут разговор про усилители для машин. И в частности про конденсаторы. Не те которые внутри усилителя напаяны, а те что снаружи - на большую банку похожие. И вот рассказали мне, какие они важные, и как с ними аккумулятора в два раза на дольше хватает при прослушивании музыки. И про то что музыка даже без аккумулятора вообще, по полчаса поет. В пример был приведен усилитель общей суммарной максимальной мощностью примерно в киловатт. Ну пропустим мимо ушей, то что это в принципе противоречит закону сохранения энергии. А просто посмотрим что да как.

Начнем с того, что посчитаем энергию такого конденсатора.

Точная модель - неизвестна. Известна только емкость. 6 Фарад.

Допустим он вот такой:

http://www.piti.ru/product/?id=326

Номинальная емкость	6 фарад
Рабочее напряжение	16 В
Максимальное напряжение (в импульсе)	20 В
Допустимое отклонение от номинальной емкости	-0% ~ +20%
E.S.R.	<2,5 мОм
Габариты	220х190х60 мм

Формула мощности конденсатора: Wc=q^2/2C;

при этом U=q/C. Отсюда Wc=(U^2*C)/2;

U = 16 В;

С = 6 Ф;

Подставляем в формулу и получаем что энергия ЭТОГО конденсатора Wc = 768 Дж.

Теперь смотрим что такое мощность. И в чем она измеряется.

Мощность это произведение работы на время. И измеряется эта самая мощность в [Вт] или в Дж в секунду [Дж/с].

В нашем случае берем мощность равную киловатту (берем пиковое значение, среднее значение меньше раза в полтора-два). То есть мощность P=1000 Вт или 1000 Дж/с. Стало быть усилитель потребляет 1000 Дж энергии в секунду. А энергия конденсатора всего 768(теоретических) Дж. Отсюда делаем вывод, что при максимальной мощности, в идеальных условиях,  усилитель сможет работать, используя только энергию конденсатора - меньше 1 секунды!

Ну и нужен этот самый конденсатор только для того, чтобы не было кратковременных провалов напряжения в пике потребления мощности, то есть во время звучания например - басов. И если этого самого конденсатора в системе питания усилителя не будет, то будут провалы в напряжении. А если провалы будут - то басы будут сильно искажены. В зависимости от глубины провала - искажения будут больше или меньше. Сами провалы напряжения связаны с внутренним сопротивлением проводов, особенностями аккумулятора и генератора. Ну и выпрямителя.

Так, имея все тот же усилитель на киловатт, и напряжением бортовой сети 12 В, имеем пиковый ток равный 1000/12=83.3А.

Ток в 83 Ампера - это примерно ток, который потребляет стартер среднестатического легкового, бензинового автомобиля при пуске двигателя. И многим мне кажется известно, что в этот момент напряжение, в зависимости от состояния, емкости и других параметров аккумулятора, сильно просаживается. Точно также оно будет просаживаться и во время работы усилителя на максимальной мощности. Но в связи с тем, что музыка сама по себе это не 50-и герцовое, низкочастотное гудение и бас в ней звучит не постоянно - потребление усилителя будет сильно зависить от композиции и того как она звучит. Больше басов и чаще их повторение - больше потребление.

И примерно работа усилителя с конденсатором выглядит так: усилитель включили, конденсатор заряжен, заиграла музыка. Вот к примеру зазвучали ритмичные басы - во время баса напряжение пытается просесть, но в этот момент начинает разряжаться конденсатор, отдавая усилителю необходимую энергию. После баса, в перерыве между следующим и предыдущим, конденсатор заряжается до максимального значения(что делает очень быстро - доли секунды), чтобы снова отдать энергию, когда напряжение начнет кратковременно просядать.

Без конденсатора все выглядит также, за исключением того, что во время пиковой нагрузки (баса), нехватку энергии отдать некому, напряжение питания просядает и усилитель начинает искажать звук.

Стоит заметить, что в усилителе и так по входу стоят конденсаторы.


P.S. А вообще с мощным автомобильным усилителем все сложно. Чтоб получить больше 20 Ватт на выходе, используют повышающие источники питания, которые преобразуют 12 Вольт в более высокое напряжение. Такие источники как правило импульсные. В таких случаях необходимость такого конденсатора по входу снижается. Так как диапозон входного напряжения импульсного источника питания весьма широкий. И поидее если напряжение просядет ниже этого диапозона - то такой источник выключится или сработает какая-нибудь защита. А если будет меняться в пределах диапазона - то на выходе напряжение будет меняться незначительно. Зависит от раелизации, ШИМ контроллера и т.д. И, считаю, 6 Фарад - сильно избыточная емкостью. Тем более, как я указал выше - в усилителе есть свои конденсаторы.

Я сейчас нахожусь City
Мой настрой Unknown
Я слушаю Unknown
LIci WP - WordPress crossposting plugin