Скачать статью в формате Word
Потери электрической энергии в трансляционной линии приводят к уменьшению уровня звукового давления, развиваемого громкоговорителями или речевыми оповещателями и, соответственно, к уменьшению громкости звука передаваемых сигналов. Потери электрической энергии в трансляционной линии непосредственно связаны с сопротивлением проводов этой линии. Поэтому, выбранное сечение проводов сильно влияет на характеристики системы речевого оповещения и управления эвакуацией.
Закон Ома
Закон Ома позволяет нам отображать характеристики электрических цепей через взаимосвязь четырех основных компонент:
-
A - ток (в Амперах)
-
V - напряжение (в Вольтах)
-
R - сопротивление (в Омах)
-
P - мощность (в Ваттах)
Эта простая и удобная схема помогает нам понять фундаментальные взаимосвязи в электрических цепях. Электрические цепи, по которым передаются аудио-сигналы, не являются исключением.
Потери электрической энергии в линии передачи обусловлены сопротивлением проводов, из которых состоит эта линия. Наиболее наглядно это можно выразить через падение напряжения. Падение напряжения определяется следующим соотношением:
Vd = AL x RL
где:
Vd – падение напряжения (в Вольтах)
AL – ток нагрузки (в Амперах)
RL – сопротивление линии (в Омах)
Давайте рассмотрим трансляционную линию длиной 150 метров, выполненную кабелем КПСВВ 1х2х1.5, предназначенную для питания нагрузки мощностью 80Вт. В большинстве линий в системах радиотрансляции и в речевых системах оповещения используется напряжение 70В, мы будем использовать его как стандартное рабочее напряжение. 80Вт – это суммарная мощность, потребляемая всеми громкоговорителями, включенными в трансляционную линию, но не номинальная выходная мощность усилителя. Посмотрим на «классическое колесо» - там мы увидим, что сила тока (в Амперах) определяется делением мощности (в Ваттах) на напряжение (в Вольтах).
A = P / V
поэтому, для рассматриваемой нами трансляционной линии:
А = 80Вт / 70В = 1.14А
Итак, нам известен ток, который потребляет нагрузка мощностью 80Вт в трансляционной линии с напряжением 70В. Сопротивление линии – это просто сопротивление медного проводника на всей длине линии. Трансляционная линия, в которую включаются громкоговорители, состоит из двух проводников: один проводник идет к нагрузке, другой – возвращается от нагрузки к усилителю. Будем считать, что в нашем случае, эти проводники имеют одинаковую длину. Таблицы удельного сопротивления проводников доступны во многих справочниках. Мы воспользуемся данными, приведенными изготовителем кабеля КПСВВ: электрическое сопротивление шлейфа (двух жил пары) при температуре 20°С составляет не более 50 Ом/км. Умножая эту величину на длину рассматриваемой нами линии 0.15 км (150 м), получим, что общее сопротивление проводов в линии будет равно 7.5 Ом.
Подставив полученное значение в формулу для расчета величины падения напряжения, получим:
Vd = 1.14 А х 7.5 Ом = 8.55 В
Итак, падение напряжения в нашей трансляционной линии составляет 8.55 В. Это означает, что рабочее напряжении в линии, с которым нам приходится иметь дело, составляет всего лишь 61.45 В. Заметим, что в данном примере относительное падение напряжения в линии составляет 12.2% (уполномоченные надзорные органы допускают не более 10% падения напряжения в цепях сигнализации).
Потери можно выразить в децибелах (дБ) следующим образом:
SPL = 20 * Log ( Vf / Vi )
где:
Vf – рабочее напряжение в линии с подключенной нагрузкой
Vi – исходное напряжение
Результатом является отрицательное число, выражающее потери. Таким образом, для рассматриваемой нами линии:
SPL = 20 * Log ( 65.42 / 70 ) = -0.58 дБ
Потери, обусловленные сопротивлением проводов, составляют менее 1дБ и это полностью приемлемый результат. В большинстве случаев при строительстве трансляционных линий допускаются потери порядка 0.5дБ, обусловленные сопротивлением проводов. Следует заметить, что увеличение потерь в линии на 10дБ приводит к тому, что теряется половина громкости звука.
Марка кабеля |
Сечение проводника, кв.мм |
Удельное электрическое сопротивление шлейфа, Ом/км |
Сопротивление линии, Ом |
Падение напряжения, В |
Относительное падение напряжения, % |
Потери в линии, дБ |
КПСВВ 1х2х0.5 |
0.5 |
70.0 |
10.5 |
11.97 |
17.1 |
-1.63 |
КПСВВ 1х2х0.75 |
0.75 |
50.0 |
7.5 |
8.55 |
12.2 |
-1.13 |
КПСВВ 1х2х1.0 |
1.0 |
37.0 |
5.55 |
6.33 |
9.0 |
-0.75 |
ПРППМ 1х2х1.2 |
1.2 |
32.0 |
4.8 |
5.47 |
7.8 |
-0.71 |
КПСВВ 1х2х1.5 |
1.5 |
24.8 |
3.72 |
4.24 |
6.1 |
-0.54 |
По материалам техподдержки
Wheelock
Комментарии ()