Как узнать мощность усилителя

Замер мощности усилителей. P=U²/R

1. Нужно найти или изготовить мощный резистор. Для тестирования моих самодельных усилителей нужен резистор 4 ома мощностью более 500ватт, такой сложно найти в магазинах, но возможно изготовить в домашних условиях. Берем нихромовую проволоку достаточного сечения

Нихром взял на работе

точное сопротивление проволоки невозможно измерить с помощью обычного мультиметра, поэтому применяем способ пропускания тока через нихром. Суть его заключается в следующем: собираем вот такую простую схему, и замеряем 2 величины: протекающий ток и напряжение, далее с помощью формулы R=U/I вычисляем сопротивление. У меня получились следующие цифры:

Схема и точный расчет активного сопротивления нихромовой проволоки. С двух сторон медный провод крепим к нихрому с помощью клеммников

Но голый нихром при подаче на него большой мощности будет быстро нагреваться, проблему можно решить охлаждением спирали.

Изготавливаем опалубку из линолеума Снизу заклеил скотчем

Я залил спираль раствором бетона, его коэффициент теплопроводности (1,75) больше коэфф. тепл-ти воды (0,6) и тем более тепл-ти воздуха(0,022). Для интереса приведу коэфф. теплопроводности некоторых материалов: графен – 5000, алмаз – 2000, медь – 401, железо – 92, вакуум – 0.

Заливаем Через пару дней распаковываем. Вот такой вышел резюк.

2. Теперь нам необходим тестер, способный измерять переменное напряжение, большинство тестеров рассчитаны на измерение напряжения частотой 50Гц, при других значениях частоты, показания будут неверными. Отсюда делаем вывод, что для чистоты эксперимента измерять мощность будем ровно на 50Гц, чистый тон можно найти в сети интернет, либо скачать программу-генератор на телефон или компьютер (я скачал с плей-маркета бесплатную программу Function Generetor).

3. Далее нам нужно научиться определять, когда сигнал на выходе начнет искажаться. Самый верный способ — найти осциллограф, если же его нет – не беда, можно изготовить осциллограф из обычного компьютера или ноутбука. Достаточно для линейного или микрофонного входа компьютера собрать простой шнурок и скачать программу-осциллограф.

Схема для превращения компа в осциллограф, резисторы уменьшают сигнал, а диоды защищают вход звуковухи от перенапряжения. Сам шнукок для планшета+звуковуха. Проверка, подаем синус с телефона и фиксируем планшетом на винде.

Например, программа Soundcard Scope умеет не только рисовать амплитуду входящего сигнала, но и измерять его искажения.

Смотрим искажения.

4. Замеры. Решил потестить свой самодельный усилитель, о котором я уже рассказывал ранее в группе Подключаем мощный резистор на выход усилителя, фиксируем на нем напряжение и искажения с помощью мультиметра и осциллографа, на вход подаем сигнал 50Гц.

Куча проводов

Фиксируем максимальное действующее напряжение мультиметром, далее по формуле P=U²/R вычисляем мощность, которую усилитель сможет отдать в нагрузку.

Смотрим на сигнал Резистор легко кратковременно переваривает 500вт, а если кинуть в ведро с водой то может скушать и кило, наверное.

Итак первый замер на заведенной машине: мощность 351вт, напряжение питание просело аж до 10,1в, пошел выяснять причину таких диких просадок. Залез под капот и замерил тестером, что на клемме с генератора теряется порядка 2х вольт

Один щуп на плюс аккума, второй на плюс генератора, замеряем падение напряжения. Вот такие подгоревшие клеммы на генераторе.

Временно поменял наконечники на новые, но нужно менять весь провод целиком от генератора до аккума.

Заменил наконечники.

Попытка №2: заведенная машина, мощность 484вт на 4х омную нагрузку при просадках 12,1 вольт, совсем неплохо для самодельного усилителя. По идее, даже 500ватт — это много и для повседневного прослушивания более чем предостаточно.

Измерение мощности усилителя

Если не пропёрло и мультиметр поганый, а мерить хочется всё равно на 1 кгц или прочей более-менее высокой частоте, то придётся сделать измерительную головку — диод (лучше диодный мост) и конденсатор, зашунтированный резистором (чтоб получить RC порядка долей секунды) . Диоды лучше брать германиевые, на них меньше погрешность. Имейте в виду, что такая головка даст АМПЛИТУДУ напряжения, тогда как сам по себе мультиметр даёт ЭФФЕКТИВНОЕ значение напряжения (отличие в корень из 2).

Как определить реальную мощность усилителя?

Большинство производителей усилителей завышают реальное значение мощности. Это обычный рекламный ход, позволяющий указать на упаковке красивые и впечатляющие покупателей цифры. Возможна и обратная ситуация: на оборудовании для соревнований показатели могут занижаться, чтобы обойти установленные ограничения. Но если вы знаете формулу расчета мощности, вы не попадете на удочку маркетологов и всегда сможете узнать реальные параметры оборудования.

Как рассчитывать мощность усилителя

Выяснить реальную мощность усилителя несложно. Для этого достаточно опираться на номинальное значение установленных в усилке предохранителей. Этот метод можно назвать вполне точным: производитель может написать на упаковке любое значение, но он не станет устанавливать предохранители очень большого номинала, так как они не смогут справляться со своими функциями. Очень низкий номинал также никто не станет использовать – это может просто задушить усилитель.

Конечно, такая методика расчета является примерной, но ее точности более чем достаточно для обычных пользователей. Полученное значение позволит объективно оценить мощность оборудования – на этот показатель можно смело ориентироваться, подбирая сабвуфер и акустику.

Перед тем как узнать коэффициент полезного действия усилителя для автозвука необходимо узнать его класс (нужные сведения можно получить в документации оборудования):

· АВ – способен выдавать хороший сигнал при коэффициенте полезного действия около 50 процентов. Подобные усилки чаще всего устанавливаются в автомагнитолах.

· D – более новый класс, который чаще всего используется для сабвуферов. Такие усилки обрабатывают звуковой сигнал цифровым способом и имеют коэффициент полезного действия в пределах 70-80 процентов.

Формула расчета мощности

Чтобы узнать истинную конструктивную мощность понравившегося вам оборудования, просто воспользуйтесь приведенной ниже формулой:

В данном случае:

· U – напряжение в электросети при заведенном моторе (14,4 В);

· I – номинальная характеристика предохранителя (или их сумма, если в системе установлено несколько штук);

· КПД – 0,5 для оборудования AB типа, и 0,75 для D;

· n — число каналов оборудования.

Если объяснить вкратце, то если вы хотите узнать количество Ватт на один канал, необходимо подсчитайте значение фактической мощности с учетом коэффициента полезного действия и разделить полученное значение на общее число каналов.

Реальная мощность усилителя

Так сложилось, что заявленные цифры на упаковках и рекламах усилителей не всегда совпадают с реальными. Как правило они намного выше, чем усилитель может выдать в действительности. Все это маркетинговые ходы в погоне за яркой и броской вывеской. Указанные параметры получают не совсем добросовестно с большими ухищрениями, а иногда и просто лгут. Чтобы не попасться на уловки рекламодателей можно рассчитать мощность усилителя самостоятельно.

Встречается в мире автозвука и другая ситуация, когда мощность усилителя больше, чем указана в документах. Но это редкие случаи, когда усилитель ориентирован на использования в соревнованиях, в которых существуют ограничения или градации по мощности систем.

На самом деле рассчитать мощность усилителя достаточно просто. Сделать это можно отталкиваясь от номинала установленных предохранителей. Так как на коробке можно написать все что угодно, а вот предохранитель больше максимального номинала ставить никто не будет, так как он не защитит усилитель. Но и слишком малый номинал ставить нецелесообразно, так как это «задушит» усилок. Расчет имеет некоторую степень погрешности, но для простого пользователя он объективно оценивает номинальную мощность и на него можно ориентироваться в выборе усилителя, а так же для подбора сабвуфера и акустических динамиков к нему.

Для начала нужно определить класс вашего усилка, для того чтобы узнать его КПД. В автозвуке обычно используются АВ и D классы.

Класс АВ. Выдает качественный сигнал при КПД около 50%. Так же усилители AB-класса стоят в головных устройствах (ГУ) — магнитолах.

Класс D. Современный класс усилителей с цифровой обработкой сигнала. В основном применяется для сабвуферов (моноблоки). D класс имеет КПД 70-80%.

Смотрите информацию о классе в даташите (документации) усилка.

Расчет мощности

Мощность считается следующим образом:

где U — напряжение в сети автомобиля с заведенным двигателем — 14.4 В,

I — номинал предохранителя или сумма номиналов, если их несколько А,

КПД — коэффициент полезного действия — АВ класс — 0.5 (50%); D класс — 0,75 (75%),

n — количество каналов усилителя.

Другими словами мы находим общую мощность с учетом КПД и делим ее на количество каналов, получая тем самым число Ватт на один канал.

Пример расчета мощности усилителя

Возьмем к примеру усилитель JBL GX-A604 с заявленной RMS 85 Вт x 4 канала, при минимальном сопротивлении в 2 Ом.

Получаем на один канал:

С точки зрения глубокой теории это достаточно грубый расчет, но опыт показывает, что эти цифры почти всегда подтверждаются практикой.

Пример расчета мощности магнитолы

Мощность магнитолы рассчитывается аналогично, так как она имеет встроенный усилитель.

Проведем расчет для среднестатистического головного устройства (ГУ), на коробке которого указано 50 Вт х 4, а сзади, как правило, стоит предохранитель 10 А.

Рассчитываем количество Ватт для одного канала:

Вот вам реальные данные номинальной мощности. А те 50 Вт х 4 это неведомый максимум, на котором магнитола никогда не будет работать. Реже встречаются ГУ с 15 амперными предохранителями, но и это все равно 27 расчетных Ватт.

Надеюсь статья была полезной для вас и теперь вы будете более объективно оценивать мощность компонентов при выборе.

Читать еще: