Was sollte eher kürzer gehalten werden? Lautsprecher- oder Stromleitungen?

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X_FISH
Stammgast
#1 erstellt: 31. Mai 2006, 19:31
Ich habe im Archiv und mit Google herumgesucht - jedoch nicht wirklich was Aussagekräftiges gefunden.

E-Technik ist bei mir schon ein paar Jährchen her, man ist ja nicht mehr der Jüngste.

Aber:

War dem nicht so das der Verlust bei Gleichspannung - vorallem im Niedervoltbereich recht dramatisch ist, während es bei Wechselspannung weitaus unkritischer ist?

Ersteres ist eigentlich rethorisch - sonst würden die Leute ja 2,5 mm² als Stromkabel zu ihren Endstufen verlegen...

Konkretes Beispiel:

Ist es sinnvoller den Amp in Batterienähe zu platzieren um die Versorgungsleitungen kürzer zu halten, dafür aber längere Lautsprecherkabel zu haben?

Eigentlich schon, oder?

Grüße, Martin
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#2 erstellt: 31. Mai 2006, 19:50
Hi,
prinzipiell sind die Verluste bei Gleichspannung und Wechselspannung gleich.
Da nun gilt R*I^2=P und P/U=I folgt daraus, dass die Dicke der Kabel von der Spannung abhängt, denn für deine Kaffeemaschine reicht ja auch ein 0,75 mm^2 Kabel, obwohl sie ja um die 1000W zieht.

Da man im Audiobereich relativ hohe Frequenzen hat, tritt auch der sogenannte Skin-Effekt auf, der den wirksamen Querschnitt einer Wechselspannungsleitung verringert.
http://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt

Daher wäre es optimal die Endstufe möglichst nahe an die Lautsprecher zu setzen, und eher dickere Kabel zu den Lautsprechern zu verlegen.

Für relastische Querschnitte würde ich berechnen:
bei 4Ohm LS den Kabelwiderstand auf max. 0,5 Ohm plus Sicherheitszuschlag für den Skinneffekt: ungefähr den berechneten Querschnitt verdoppeln.
Die Zuleitung würde so berechnen, dass der Spannungsabfall bei Nennlast ca 0,5 -1V beträgt.

Falls Formeln gewünscht sind bitte anfragen.

Gruss Peter
Zigainer
Inventar
#3 erstellt: 31. Mai 2006, 19:51
ja, durch das stromkabel fließen deutlich höhere ströme, deswegen auch der große querschnitt. die länge der LS kabel ist in der praxis eher irrelevant.

gruß rainer
bassgott
Inventar
#4 erstellt: 31. Mai 2006, 20:00
der leistungsverlust durch lange stromkabel wiegt imho schwehrer als der verlust durch lange lautsprecherstrippen.

ich würde den verstärker so nah wie möglich an der stromquelle verbauen.
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#5 erstellt: 31. Mai 2006, 20:07

ja, durch das stromkabel fließen deutlich höhere ströme, deswegen auch der große querschnitt. die länge der LS kabel ist in der praxis eher irrelevant.


1. Argument stimmt, da sich der Strom ja auf mehrere LS aufteilt

2.Argument kann ich nicht nachvollziehen.


der leistungsverlust durch lange stromkabel wiegt imho schwehrer als der verlust durch lange lautsprecherstrippen.


Kann ich nicht nachvollziehen, da der Verstärker intern ein Schaltnetzteil hat, das Schwankungen der Versorgungsspannnung noch eher ausgleicht. Dagegen ist der Ausgang ein Spannungsfolger, der Widerstände auf der LS-Leitung nicht ausgleichen kann.

Gruss Peter
sthpanzer
Inventar
#6 erstellt: 31. Mai 2006, 20:17

Freund_der_Physik schrieb:

1. Argument stimmt, da sich der Strom ja auf mehrere LS aufteilt


Was er sagt stimmt, aber den Grund den Du dafür angibst ist nicht ganz richtig.

Der Strom ist hauptsächlich kleiner, weil eine viel höher Spannung durch die LS Kabel fließt und weil 50% des stromes schon in der Stufe verbraten werden.
Sicher Teilt sich der Strom dann zusätzlich nochmal auf.

Extremstes Beispiel wäre dann eine analoge 6-Kanal-Stufe.
1200W (12V/100A) rein.
600W (60V/10A) raus - durch 6 = 1,67A je Speaker

das macht schon nen Krassen Unterschied.
Zigainer
Inventar
#7 erstellt: 31. Mai 2006, 20:20
@freund der physik

was verstehst du nicht? blick nicht ganz durch was du meinst...

EDIT: von der batterie zur endstufe muss ich ja mit 12 Volt arbeiten, was ja nicht gerade ideal ist um große ströme zu transportieren, deswegen auch der große querschnitt.
die endstufe produziert ja deutlich höhere spannungen als 12 Volt. dadurch ist es deutlich einfacher viel strom zu transportieren und man benötigt nur kleinere querschnitte bzw muss nicht so auf die länge achten.

gruß rainer


[Beitrag von Zigainer am 31. Mai 2006, 20:27 bearbeitet]
sthpanzer
Inventar
#8 erstellt: 31. Mai 2006, 20:33
Nochwas zum Skineffekt (eher zur Unwichtigkeit)

Rechne mal aus, welchen Widerstand die Spule im Speaker bei 20kHz hat


Edit:
aber man kanns ja mal versuchen.
16mm² für den Hochtöner an der A-Säule und 1mm² für den Woofer, weil der ja nur bis 80Hz spielt


[Beitrag von sthpanzer am 31. Mai 2006, 20:35 bearbeitet]
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#9 erstellt: 31. Mai 2006, 20:48
Stimmt,
bei 20kHz spielts keine so große Rolle mehr.
Aber die Induktivität von Hochtönern ist kleiner als die von Subwoofern, sonst könnten sie gar nicht bis 20kHZ spielen, Piezo-Hochtöner haben (so gut wie)gar keine Induktivität !!!
Wenn du den Link gelesen hast, macht der Skin Effekt sogar bei Frequenzen höher 200Hz durchaus was aus.


1200W (12V/100A) rein.
600W (60V/10A) raus - durch 6 = 1,67A je Speaker

Ströme kann man nicht so einfach teilen, oder hat dein Lautsprecher eine Impedanz von 36 Ohm?? ( 60V/1,67A=35 Ohm da U/I=R)

PS: Eine Endstufe die bei Maximalleistung einen Wirkungsgrad von 50% hat würde ich nicht kaufen.

Gruss Peter
sthpanzer
Inventar
#10 erstellt: 31. Mai 2006, 21:01
Ui, stimmt da hab ich doch etwas kurz überlegt.
Obwohl, soweit lieg ich garnet weg, weil so nen normales Kompo, wird bei breitbandiger Mucke wohl schon so im Bereich 20Ohm spielen.

Naja, wer Piezos verbaut, der tötet auch kleine Kinder

PS: dann entfallen auf deinem Einkaufszettel fast alle Endstufen die vom Klang in der Oberliga spielen

P.P.S Skin macht sich auch bei 50Hz schon bemerkbar ABER hast Du einadriges Kabel verlegt??? Auch wenn die Litzen nicht gegeneinander Isoliert sind vernichtet der kleine übergangswiederstand der Großteil irgendwelcher Skin effekte...
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#11 erstellt: 31. Mai 2006, 21:07
Okay, ich hab wohl mit dem Skin-Effekt etwas übertrieben, aber ich finde, es ist wohl Unfug zur Endstufe 50mm^2 zu verlegen, und dann sowas wie 1,5mm^2 zu den LS zu nehmen.

Gut bei der Endstufe hast du wohl auch recht, bei normaler Musik wids sicher auf 50% hinauslaufen.

Gruss Peter
Tylon
Inventar
#12 erstellt: 31. Mai 2006, 21:13

Freund_der_Physik schrieb:
PS: Eine Endstufe die bei Maximalleistung einen Wirkungsgrad von 50% hat würde ich nicht kaufen.

Gruss Peter


hast du dein frontsystem dann an einer digitalen endstufe


Ströme kann man nicht so einfach teilen, oder hat dein Lautsprecher eine Impedanz von 36 Ohm?? ( 60V/1,67A=35 Ohm da U/I=R)


da berechnest du aber was komisches.
ich berechne daraus, dass jeder speaker 100 watt RMS bekommt.

das ganze ist aber wechselstrom, daher:

http://de.wikipedia.org/wiki/Effektive_Stromst%C3%A4rke

http://de.wikipedia....der_Scheinwiderstand

---> nix URI, da wechselstrom!
Amperlite
Inventar
#13 erstellt: 31. Mai 2006, 22:34

Freund_der_Physik schrieb:
Da man im Audiobereich relativ hohe Frequenzen hat, tritt auch der sogenannte Skin-Effekt auf, der den wirksamen Querschnitt einer Wechselspannungsleitung verringert.
http://de.wikipedia.org/wiki/Skin-Effekt

Autsch!


---> nix URI, da wechselstrom!

Noch mehr Autsch!



sthpanzer schrieb:
Der Strom ist hauptsächlich kleiner, weil eine viel höher Spannung durch die LS Kabel fließt und weil 50% des stromes schon in der Stufe verbraten werden.
Sicher Teilt sich der Strom dann zusätzlich nochmal auf.

Das ist die entscheidende Überlegung.


[Beitrag von Amperlite am 31. Mai 2006, 22:37 bearbeitet]
X_FISH
Stammgast
#14 erstellt: 31. Mai 2006, 22:46

Amperlite schrieb:


---> nix URI, da wechselstrom!

Noch mehr Autsch!



Vermutlich meint er das wegen dem Wellenwiderstand?

Grüße, Martin
sthpanzer
Inventar
#15 erstellt: 31. Mai 2006, 23:11

X_FISH schrieb:


Vermutlich meint er das wegen dem Wellenwiderstand?

Grüße, Martin


Ähm, hast Du Coax-Kabel zu deinen Speakern liegen???
X_FISH
Stammgast
#16 erstellt: 31. Mai 2006, 23:23
*kopfkratz*

Hat jemand mein Hirn gesehen?

Grüße, Martin
Tylon
Inventar
#17 erstellt: 31. Mai 2006, 23:33

Amperlite schrieb:


---> nix URI, da wechselstrom!

Noch mehr Autsch!




Für gängige elektrische Leiter gilt das ohmsche Gesetz. Es besagt, dass der Quotient aus abfallender Spannung (Spannungsabfall) U und durchfließendem Strom I konstant ist und den Wert R hat.



Diese Konstante wird als ohmscher Widerstand oder Gleichstromwiderstand bezeichnet.



und weiter im text:


Wechselstromwiderstand oder Scheinwiderstand
Bei Wechselstrom ist der Widerstand im Allgemeinen frequenzabhängig und wird als Scheinwiderstand bezeichnet. Der Scheinwiderstand setzt sich zusammen aus dem frequenzunabhängigen Wirkwiderstand und dem frequenzabhängigen Blindwiderstand, der durch Kapazitäten bzw. Induktivitäten gebildet wird.


autsch


[Beitrag von Tylon am 31. Mai 2006, 23:34 bearbeitet]
Amperlite
Inventar
#18 erstellt: 01. Jun 2006, 13:51
Und damit willst du mir jetzt erklären, dass das Ohm'sche Gesetz für Wechselstrom nicht gilt - oder verstehe ich dich falsch?
Tylon
Inventar
#19 erstellt: 01. Jun 2006, 14:00
damit will ich sagen, dass bei wechselstrom der frequenzabhängige widerstand der durch induktivitäten oder kapazitäten erzeugt wird, mit einfließt, und man, wenn man URI zum berechnen benutzt, nicht auf den normalen widerstand kommt.
Amperlite
Inventar
#20 erstellt: 01. Jun 2006, 14:50
Und warum muss das extra betont werden? Ist doch genauso klar wie das Ohm'sche Gesetz an sich (welche natürlich weiterhin gilt).
Meinetwegen schreibst du halt dann Z anstatt R.

P.S. Ausserdem gilt das nur, wenn tatsächlich Induktivitäten oder Kapazitäten im Stromkreis sind...

Für einen ohmschen Verbraucher darfst du auch bei Wechselstrom R verwenden.

Aber das muss ich dir ja wohl nicht erzählen, oder?
Tylon
Inventar
#21 erstellt: 01. Jun 2006, 15:14
ganz einfach weil oben die frage aufgetreten ist, ob die speaker 36 ohm haben.

und die spule im lautsprecher nenne ich eigentlich eine induktivität.

bei wechselstrom ist Z nicht R
Z=SQR(R²+(2*pi*f*Le)²)

dafür gibts doch Le
sonst bräucht man doch die angabe nicht, oder steh ich auf dem schlauch?
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#22 erstellt: 01. Jun 2006, 16:00
Prinzipiell ist deine Formel richtig, aber auch mit dem Blindwiderstand des LS kommst du nicht auf 36 Ohm, weil sonst hast du bloß Blindleistung, oder erzählst du mir, dass deine Endstufe 60% Blindleistung bereitstellt.???

Wellenwiderstand?? was hat des hier zu suchen ??? Betreibt ihr Muke mit 100000000 Hz an ???




PS: Ohmsche Gesetze gelten auch für Wechselspannung insbesondere für den Scheinwiderstand !!!
Und Induktivitäten haben bloß Blindwiderstände => Blindleistung => Blindleistung macht überhaupt kein Geräusch, da keine Leistung umgesetzt wird.


[Beitrag von Freund_der_Physik am 01. Jun 2006, 16:02 bearbeitet]
sthpanzer
Inventar
#23 erstellt: 01. Jun 2006, 16:24
nö, das Le allein kann irgendwie nicht richtig sein.
Da würden viel zu kleine Werte raus kommen.

Schaut einfach mal bei WinISD die Impedanzkurven an,
an seht Ihr, das 40 Ohm kein Problem sind.

das kleineste Chassi, was ich gefunden hab war nen B&C 6 PE 13 (also nen 13er) mit 29 Ohm bei 200Hz.

Wie gesagt, die Berechung muss irgendwie anders erfolgen, da der Widerstand zu hohen Frequenzen hin nicht nur wächst.

P.S. Die "Blindleistung" ist hier Wirkleistung. Oder hast du schon nen R gesehen, was nen Magnetfeld macht??

Edit: Klaro, jetzt weiß ich auch, warum sich der Widerstand ändert! Der Speaker bewegt sich ja und kämpft gegen den Strom an. Na dann: Viel Spaß, wer das exakt berechnen will.

Aber eins sollte Fakt sein, das reine R ist eher nicht entscheidend. Da interessieren auch 1Ohm durch die Kabel nicht wirklich.


[Beitrag von sthpanzer am 01. Jun 2006, 16:29 bearbeitet]
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#24 erstellt: 01. Jun 2006, 16:43
1. Der Gleichstromwiderstand liegt immer unter der angegebenen Nennimpedanz. z.B hat ein 4Ohm LS einen Gleichstromwiderstand von unter 3 Ohm.

2. Die Leistung, die die Membran bewegt ist Wirkleistung und resultiert immer nur aus Wirkwiderstand.

3. Blindleistung pendelt immer zwischen der Endstufe und den Lautsprecher.

4. 40 Ohm glaub ich dir nicht, denn sonst bräuchte ne 4000W Endstufe ne Zwischenkreisspannung von 700V, also wo sind eure Hochspannungslautsprecherkabel??

5.Wers mir nicht glaubt liest:
http://de.wikipedia.org/wiki/Blindleistung wobei induktive Blindleistung diejenige ist, die hier interessant ist, weil durch Spulen erzeugt.
Empfehlen kann ich ebenfalls:

Elektrotechnische Grundlagen von Heinz Meister, erschienen im Vogel Verlag.
sthpanzer
Inventar
#25 erstellt: 01. Jun 2006, 16:59
Naja, ich hab gemeint, das die Induzierte gegenspannung mit Abstand den größten Widerstand darstellt.

Macht nämlich nen Unterschied, ob ich nur ne Spule hab,
oder ob ich da ständig nen dauermagneten drin hin und her bewege.
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#26 erstellt: 01. Jun 2006, 17:07
Tschuldigung, aber du bewegst die Spule im Dauermagneten und nicht umgekehrt, aber prinzipiell ises für den Widerstand egal.
Schau dir nochmal das an:
http://www.nubert.de/downloads/ts_38-39_impedanz.pdf
In den Diagrammen sind natürlich Impedanzspitzen eingezeichnet, aber der meiste Bereich liegt dann doch z.B. im Bereich um 4Ohm beim 4Ohm Lautsprecher. Du siehst z.B. beim obersten Diagramm, dass der Wechselstromwiderstand unter den Gleichstromanteil fallen kann, da wenn einer der LS in Resonanz gerät, durch das Schwingen der Schwingspule die Spannung so induziert werden kann, dass die vom Verstärker kommende Spannung noch verstärkt werden kann.

Gruss Peter
und immer viel Spass mit eurer Anlage !!
sthpanzer
Inventar
#27 erstellt: 01. Jun 2006, 17:22

Du siehst z.B. beim obersten Diagramm, dass der Wechselstromwiderstand unter den Gleichstromanteil fallen kann, da wenn einer der LS in Resonanz gerät,


Nö, das sehe ich nirgends. Kleiner als R wird Z nicht.
Amperlite
Inventar
#28 erstellt: 01. Jun 2006, 17:28

sthpanzer schrieb:
Nö, das sehe ich nirgends. Kleiner als R wird Z nicht.


R, der Gleichstromwiderstand ist ja auch nicht angegeben.

Bei einer nuBox 310 liegt jener bei 3,6 Ohm. Impedanzminimum dürfte bei ~3,3 liegen.


[Beitrag von Amperlite am 01. Jun 2006, 17:32 bearbeitet]
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#29 erstellt: 01. Jun 2006, 17:44
Doch !! der Gleichstromwiderstand ist im diagramm angegeben (wenn du links der 20 Hz Marke siehst, ca, bei 2-3Hz dann hast du eigentlich den Gleichstromwiderstand, da hier R=Z)

Gruss Peter
sthpanzer
Inventar
#30 erstellt: 01. Jun 2006, 17:51
Naja, ist ja nur bis 10Hz eingetragen, aber stimmt wohl Z wird kleiner als R.

Aber im Grunde wolte ich eh nur damit beweisen, dass man doch etwas komplexer an der Sache gehen muss um den Widerstand zu berechnen.

Und nen "4" Ohm Speaker kann also sehr wohl 36Ohm und mehr haben können

Ist halt alles nicht so einfach....

P.S. die LS Kabel würde ich aus einem anderen Grund so kurz wie möglich halten: denn man bastelt sich Pässe mit den Kabeln, die im schlechtesten Fall im hörbaren Bereich liegen.


[Beitrag von sthpanzer am 01. Jun 2006, 17:54 bearbeitet]
Amperlite
Inventar
#31 erstellt: 01. Jun 2006, 17:58

Freund_der_Physik schrieb:
Doch !! der Gleichstromwiderstand ist im diagramm angegeben (wenn du links der 20 Hz Marke siehst, ca, bei 2-3Hz dann hast du eigentlich den Gleichstromwiderstand, da hier R=Z)


Naja, könnte man so sagen.


P.S. die LS Kabel würde ich aus einem anderen Grund so kurz wie möglich halten: denn man bastelt sich Pässe mit den Kabeln, die im schlechtesten Fall im hörbaren Bereich liegen.

Nicht wirklich...
sthpanzer
Inventar
#32 erstellt: 01. Jun 2006, 18:04
jaja, ich weiß das es unwahrscheinlich ist, aber wenn man 3meter braucht und ne komplette 10m Rolle angeknipst hat und das überschüssige Kabel sauber aufgerollt hat siehts schon anders aus, aber wer macht sowas schon.

Naja, zumindest ists im Normalfall egal, ob die Speakerkabel 3 oder 4 oder 5 Meter lang sind.
Freund_der_Physik
Schaut ab und zu mal vorbei
#33 erstellt: 01. Jun 2006, 18:53
Genau:


P.S. die LS Kabel würde ich aus einem anderen Grund so kurz wie möglich halten: denn man bastelt sich Pässe mit den Kabeln, die im schlechtesten Fall im hörbaren Bereich liegen.

Das meinte ich, Pässe kommen hier zustande durch die Induktivität des Kabels, und wenns mir auch keiner glaubt den Skin-Effekt.



jaja, ich weiß das es unwahrscheinlich ist, aber wenn man 3meter braucht und ne komplette 10m Rolle angeknipst hat und das überschüssige Kabel sauber aufgerollt hat siehts schon anders aus, aber wer macht sowas schon.

Naja, zumindest ists im Normalfall egal, ob die Speakerkabel 3 oder 4 oder 5 Meter lang sind.


Das mein ich, wenn man irre viel Kupfer den Anschlusskabeln spendiert, so sollten auch die LS-Kabel nicht zu kurz kommen.
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