Регистрация Войти
Вопрос

Когда использовать корпус, а когда подключать к нейтрали аккумулятора?

Я подумываю о том, чтобы проложить в салоне внедорожника моей жены провод сечением 4 AWG от аккумулятора, чтобы можно было использовать инвертор мощностью 750 Вт на полную мощность*. Изучая этот вопрос, я наткнулся на людей, которые устанавливают усилители, подключая нейтраль к шасси. Я знаю, что это стандартный способ подключения электроники в автомобилях. У меня такой вопрос: есть ли ограничение по допустимой силе тока для шасси, на котором мы должны использовать провод для подключения к минусу аккумулятора, или можно просто использовать шасси для подключения к минусу даже при нагрузке в 750 Вт?



*Я понимаю, что инвертор мощностью 750 Вт потребляет только тот ток, который необходим для подключённой к нему нагрузки. Скорее всего, для подогрева бутылочек мне понадобится чуть больше 300 Вт, но даже это превышает допустимую нагрузку на существующий вспомогательный провод, поэтому, на мой взгляд, разумнее будет проложить отдельный провод от инвертора к аккумулятору и использовать достаточно толстый провод, чтобы инвертор мог работать на максимальной мощности.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/57206/when-to-use-chassis-and-when-to-wire-to-battery-neutral
1
+ Читать

16 Комментариев

  1. Недавно я купил комплект для подключения усилителя, в который входит 17 футов провода 4-го калибра для усилителя/сабвуфера мощностью 1500 Вт. Заземляющий провод имеет длину 3 фута и 4-й калибр. Утверждать, что для 300 Вт нужен 4-й калибр, — это безумие. Мои 6,5-дюймовые дверные динамики имеют мощность 300 Вт и используют провода 18-го калибра (+/-). Я не эксперт, но это всё заводские или установочные комплекты

  1. 750 Вт — это чуть меньше 63 ампер. Итак, вопрос в том, может ли шасси автомобиля
    выдавать 63 ампера.



    Давайте возьмём стальной предмет длиной 4 метра. Если он весит 500 кг (я предполагаю, что шасси автомобиля
    весит 500 кг, поправьте меня, если я ошибаюсь), то его объём при плотности
    8000 кг/м3 (разные виды стали имеют разную плотность, но 8000 кг/м3 — это приблизительное значение) составляет 0,0625 м3, а площадь его поперечного сечения — 0,015625 м2.



    Удельное электрическое сопротивление углеродистой стали (НЕ нержавеющей стали) составляет 1,43e-7
    Ом*м. Это означает, что сопротивление поперечного сечения 0,015625 м2 составляет 9,1520e-6
    Ом/м, а для объекта длиной 4 метра — 3,6608e-5 Ом. При силе тока 63
    ампера падение напряжения составляет 0,0023063 вольта. Другими словами, 2,3 милливольта. Как вы думаете,
    это проблема? Я не думаю, что это проблема.



    Потери мощности в ваттах составляют 0,145 ватта по сравнению с 750 ваттами. Совсем
    незначительно.



    Теперь давайте посчитаем, сколько меди вам понадобится, чтобы добиться такого же сопротивления. Для провода длиной 4 метра
    вам понадобится 1,59e-8 Ом * м / А * 4 м = 3,6608e-5 Ом. Решив уравнение
    , мы получим А = 0,0017373 м2. Другими словами, 1737 мм2. Такой медный провод длиной 4 метра
    будет весить 62,3 кг! Сечение моих 5-метровых соединительных кабелей составляет всего 50 мм2.



    Не знаю, считаете ли вы проблемой 62,3 кг медного провода, но я считаю. Невозможно добиться такого же удельного сопротивления корпуса, как у меди!



    Подводя итог: почти всегда лучше использовать количество металла в шасси автомобиля
    вместо того, чтобы прокладывать отдельные провода. Несмотря на то, что сталь не обладает оптимальным удельным сопротивлением, большое количество металла в шасси автомобиля компенсирует это небольшое отклонение от оптимального удельного сопротивления.



    Редактировать: какова допустимая сила тока для шасси автомобиля? Если вы
    считаете, что падение напряжения в 0,1 В допустимо, то это 0,1 В / 3,6608e-5 Ом = 2732 ампера. При этом
    шасси автомобиля будет выделять тепло мощностью 273 Вт. Я почти уверен, что вы
    могли бы даже удвоить падение напряжения до 0,2 В, то есть до 5463 ампер и
    1,1 киловатта рассеиваемой энергии. Я уверен, что шасси автомобиля может рассеивать такое
    количество тепла.

  1. Я бы использовал шасси в качестве заземления и дополнительный провод сечением 4 AWG (или больше) с подходящим предохранителем (при необходимости с выключателем) для питания инвертора или другого устройства с высокой нагрузкой.
  1. Ваш ответ можно улучшить, добавив дополнительную информацию. Пожалуйста, отредактируйте его, добавив подробности, например цитаты или документацию, чтобы другие пользователи могли подтвердить правильность вашего ответа. Дополнительную информацию о том, как писать хорошие ответы, можно найти в справочном центре.
  1. Этого можно избежать другими способами, например, используя фильтрующие конденсаторы. Кабель имеет вес, стоимость, сложность установки. Всегда приходится чем-то жертвовать.
  1. Хм, похоже, мы расходимся во мнениях относительно того, какой длины должен быть провод, чтобы соединить аккумулятор с кабиной. По моим оценкам, не более 10 футов, но, скорее всего, меньше 5. Возможно, я невольно создал впечатление, что планирую разместить инвертор в самой задней части автомобиля.

  1. Если вы можете легко закрепить кабель на шасси, то это лучшее место для прокладки заземления по трём причинам.




    • Во-первых, это обычно намного удобнее, чем подключать заземление к аккумулятору.

    • Во-вторых, это действительно хорошее место для заземления (прочное и эффективное).

    • В-третьих, вам понадобится гораздо меньше проводов, что снизит затраты и уменьшит беспорядок.



    Согласно этому руководству, вам следует использовать провод сечением 3 AWG или больше. Провод сечением 4 AWG рассчитан только на 60 А для передачи энергии. 750 Вт при напряжении 12 В постоянного тока — это 62,5 А, что превышает допустимую нагрузку для провода сечением 4 AWG. Возможно, вам стоит использовать провод сечением 2 AWG для обоих кабелей, если длина кабеля превышает допустимую. Это просто дополнительная мера защиты.
  1. Ужасно, когда шум попадает в стереосистему или во время телефонных разговоров. Тогда я вижу, как люди жалуются на какой-то странный шум в машине и понятия не имеют, что это может быть, потому что вся работа скрыта. Инвертор будет создавать постоянный шум (вероятно, с частотой 60 Гц и более высокими гармониками, а может, и больше, поскольку он, вероятно, генерирует прямоугольные импульсы и предъявляет странные требования к источнику). Используйте корпус, добавляйте конденсаторы, если есть шум, и в крайнем случае используйте кабель.
  1. Я не разбираюсь в автомобилях, но разбираюсь в электричестве. Электрические помехи могут быть причиной использования отдельного кабеля вместо заземления через корпус. Если заземление находится в источнике (аккумуляторе), оно будет более стабильным, особенно если положительный провод также идёт напрямую к аккумулятору. Если заземление находится дальше, то из-за переменной нагрузки другие цепи в автомобиле могут испытывать колебания на своих входах, а другие устройства могут создавать помехи на входе инвертора. Теперь... это инвертор... Он, вероятно, будет устойчив к помехам, но может создавать их в большом количестве, особенно при нагрузке.
  1. @juhid Вы предполагаете, что весь кузов автомобиля превращается в объект длиной 4 метра с площадью поперечного сечения, которую вы рассчитали. Это намного хуже, чем в реальности. Обратный кабель инвертора будет находиться гораздо ближе к заземлению аккумулятора. С другой стороны, я думаю, что 500 кг для кузова автомобиля — это слишком много. Если внедорожник стоит на шасси, картина меняется ещё больше. Однако стартер (200 А+) также заземлён на корпус, как и генератор (80 А+). Так что ваш вывод по-прежнему верен. И попытка оценить сопротивление кузова была очень удачной.
  1. Утверждение, что это «отраслевой стандарт», на самом деле ничего не значит, если речь идёт о передаче электроэнергии, а не об автомобилестроении. Посмотрите на это, это или это.
  1. @DeanMacGregor — очевидно, что вы можете делать всё, что захотите. Я изучал отраслевые стандарты для самих проводов. Всё довольно просто. Вы спросили, какой провод нужно использовать для мощности 750 Вт, а 4 AWG — это слишком мало. Очевидно, что для ваших целей (300 Вт) подойдёт 4 AWG.
  1. Да, мы сделали так, чтобы большая лебёдка — оба сверхпрочных троса — питалась напрямую от аккумуляторов: 24 В и специальные кабели... Это позволяет не менять стандартное подключение к шасси/аккумулятору автомобиля, но для небольших устройств это не всегда необходимо.
  1. Бывает ли такое, что вы подключаете отдельный провод к отрицательному полюсу аккумулятора вместо заземления корпуса? Кстати, да, я бы установил предохранитель как можно ближе к аккумулятору и использовал бы разъем для отключения аккумулятора внутри кабины, чтобы можно было легко снять инвертор, не оставляя болтающихся оголенных проводов.
  1. @DeanMacGregor — Что ж, даже на ваших первом и последнем сайтах указано, что 4 AWG — это максимальный размер провода для данной задачи. На втором сайте, похоже, говорится, что с 4 AWG проблем не возникнет. Даже в моём примере 4 AWG — это почти максимальный размер провода. Подойдет ли он для ваших нужд? Я бы сказал, что да (как я уже говорил). Подойдет ли он для полной нагрузки? Скорее всего, нет... но лично я всё же предпочёл бы перестраховаться. Это гораздо лучше, чем что-то готовить. Опять же, решать вам.
  1. Я думаю, что ваше руководство рассчитано на очень большие расстояния (или, по крайней мере, на расстояния, которые не подходят для автомобиля), судя по столбцу с сопротивлением на километр, а также потому, что в автомобильных таблицах AWG расстояние указано на одной оси, а сила тока — на другой. Судя по тому, что мне нужно проехать небольшое расстояние, автомобильные таблицы AWG говорят о том, что 4AWG — это довольно консервативный вариант.
Вы уже ответили на этот вопрос