Подключение конденсатора (емкости) к автомагнитоле, сабвуферу, усилителю в автомобиле.

 Что надо знать в случае если вы собрались подключить конденсатор (емкости)  в автомагнитоле к аудиоустройствам (сабвуферу, усилителю).

ГЛАВА НИКАКАЯ, из которой тем не менее можно кое-что узнать

Что такое конденсатор? Зачем нужен конденсатор для сабвуфера? Какие конденсаторы бывают? Если вы даже не задаетесь такими вопросами в следствии знания что и зачем, то совершенно не факт, что у вас конденсатор правильно подключен к аудиоаппаратуре автомобиля, обеспечивая ее качественное питание. Данный абзац все же для тех, кто не знает что из себя представляет конденсатор и как он работает. 
 Конденсатор представляет из себя металлические пластины, свернутые в трубку по эвольвенте, между которыми проложен диэлектрический материал (бумага, слюда и т.д.). Вся эта конструкция собрана в корпусе, с двумя выводами от каждой пластины.
 Мне хотелось бы пошагово объяснить задачи и физические процессы происходящие в конденсаторе, а читатель сам из логики рассуждений сделает вывод об оптимальном конденсаторе.

Рисунок 1 Внешний вид конденсатора. 

Задачи конденсатора в электросхеме:

1 конденсатор нужен для сохранения (поддержания) потенциала электричества (заряда на его выводах);
2 конденсатор должен максимально долго удерживать данный потенциальный заряд;
3 напряжение и сила тока при разрядке конденсатора должны быть не менее расчетного (для предотвращения «провалов», скачков напряжения).

С задачами конденсатора определились, теперь рассмотрим как они реализуются на практике, непосредственно в конструкции конденсатора. Все пункты описаны согласно выше приведенных пунктов задач.

Физические процессы происходящие в конденсаторе

1 Мы знаем, что противоположно заряженные заряды притягиваются друг к другу, если мы обеспечим соединение потенциалов с зарядами, то произойдет разряд. Но если мы только поднесем один заряд к другому, то между зарядами появятся более значимые силы притяжения друг к другу в следствии сокращения расстояния. В конденсаторе расположенные электропроводные пластины одна параллельно другой, разделенные диэлектриком и собирают на себя противоположно заряженные заряды, но в следствии большого сопротивления диэлектрика они не могут разрядиться мгновенно.
2 Тем не менее и через данный диэлектрик конденсатор способен разряжаться. Чем более качественно сделан конденсатор, тем дольше на его пластинах будет оставаться разность ранее заряженных разных потенциалов.
3 Конденсатор рассчитан на определенное напряжение. Это зависит от конструкции и применяемых материалов. Большее напряжение может пробить диэлектрик и тем самым нарушить весь замысел работы и как следствие вывести конденсатор из строя. Пластины могут вместить в себя определенный потенциал заряда, данный потенциал конденсатора фактически и характеризуется его емкостью. Это зависит от размеров пластин и их расположения.

ГЛАВА ПЕРВАЯ какая емкость конденсатора должна применяться для моей аппаратуры

И так основы есть, развивая выше упомянутые аксиомы о работе конденсатора можно сделать и заключения, о том куда надо стремится изготовителям конденсаторов, и потребителям при выборе конденсатора для питании аудиоаппаратуры своего автомобиля (автомагнитола, сабвуфер, усилитель).

В автомобиле часто возникают "провалы" по напряжению питания. Это связано с недостаточностью выдать определенную мощность, в следствии кратковременного скачка увеличения потребляемой мощности при воспроизведении как правило музыки с низкими частотами. Дело в том, что низкие частоты при входе на каскадах усилителей долговременно относительно высоких частот открывают полупроводниковую проходимость электронных переходов транзисторов в каскадах усилителя, уменьшая тем самым сопротивления нагрузки для источника питания и увеличивая кратковременную мощность потребления.
 Установка конденсатора в автомобиль является фактически эмпирической (определяемой опытным путем) зависимостью, так как спектр воспроизводимых частот будет требовать разных режимов питания, но со знанием одного, что кашу маслом не испортишь. Поэтому в случае выбора конденсатора для сабвуфера, магнитолы не советовал выбирать емкость менее 60 000- 65 000 мкФ. Или если угодно определения емкости конденсатора можно произвести по формуле  - 1 фарад емкости конденсатора на киловатт мощности нагрузки.

Парадокс применения конденсатора в автомобиле и надо ли брать конденсатор.

Хотелось бы дополнительно сказать, что никто у себя дома не задумывается, о применении дополнительных конденсаторов для получения НЧ на акустике, все в большинстве своем уже реализовано в блоках радиоаппаратуры. В автомобилях питание при помощи конденсатора стало нормой, это можно отчасти отнести к радио тюнингу автомобиля. Брать или не брать конденсатор для каждого из нас будет только его собственным выбором.

ГЛАВА ВТОРАЯ подключение конденсатора в электросхему

Подключение конденсатора к аудиоаппаратуре в автомобиле (автомагнитола, сабвуфер, усилитель) должно осуществляться в соответствии с замыслом электротехнического элемента. Подключить конденсатор необходимо перед входом на потребитель, согласно полярности питания и конденсатора, то есть плюс с плюсом и минус с минусом (рисунок 2а).

 Но при этом подключении необходимо четко понимать, для чего нужен конденсатор. В нашем случае конденсатор необходим только для звуковоспроизводящей аппаратуры (магнитола, усилитель, сабвуфер). Производя подключение сабвуфера, магнитолы, усилителя и впоследствии конденсатора мы забываем, что автомобиль это не студия звукозаписи, а уже сложившееся конструкторское решение по схемотехнике, со своими потребителями в том числе. В итоге получается если осуществить подключение по рисунку 2а, то кроме питания магнитолы, сабвуфера, усилителя мы фактически будем поддерживать и дополнительных потребителей автомобиля, которые на данном рисунке не учтены, но они есть. Для исключения питания дополнительных потребителей конденсатором, необходимо установить диод (рисунке 2б). Диод будет ограничивать разряд конденсатора на дополнительных потребителей автомобиля, тем самым позволяя конденсатору максимально эффективно использовать свою емкость только для аудиоустройств. (магнитола, усилитель, сабвуфер)

ГЛАВА ТРЕТЬЯ Умный конденсатор или как ограничить излишнее энергопотребление и предотвратить нагрузку на проводку автомобиля.

Но и это оказывается не все. Как ранее мы говорили конденсатор имеет свойство саморазряжаться, это свойство фактически ставит конденсатор в один ряд с потребителями. Излишние потребители на автомобиле пагубно сказываются на аккумуляторе (о чем ранее писалось и про магнитолу в разделе Подключение автомагнитолы в автомобиле. Как правильно подключить магнитолу с ISO разъемом.), особенно при длительной стоянке и в зимнее время. Когда аккумулятор не получает необходимой зарядки и о режимах работы и зарядки аккумулятора - можно посмотреть в разделе Аккумуляторная батарея кислотно-щелочная, гелиевая (аккумулятор) обслуживание, характеристики, выбор. Для решения данной задачи в настоящий момент уже выпускаются специализированные конденсаторы с системой запуска, то есть конденсатор подключается в сеть только при поступлении напряжении на один из специализированных выводов (Ignition) рисунок 3.

Рисунок 3 конденсатор для магнитолы, сабвуфера, усилителя с отключением из сети

 Часто конденсаторы бывают с вольтметрами для визуального контроля за «провалами» напряжения питания, рисунок 4.

рисунок 4 Конденсатор с встроенным вольтметром.

Если вы будет применять один из таких конденсаторов, то обратите внимание на то, что питание на проводе запуска (Ignition) при стоянке отсутствовало, тем самым это будет блокировать подключения конденсатора в сеть автомобиля. Если у вас обычный конденсатор, то несложно и самому реализовать схему отключения питания конденсатора от питания, при помощи реле. На рисунке 5 показана такая схема.

рисунок 5 Подключение конденсатора для сабвуфера, автомагнитолы, усилителя.

Выключатель для включения, выключения конденсатора можно вывести в любое удобное место, в салоне автомобиля.

Схема же для "умного" конденсатора будет еще проще... Ведь сейчас большинство таких конденсаторов реагируют на резкое изменение напряжения, в итоге само включаются, сами выключаются! Это похоже на то, как работают ДХО фирмы Филипс, если вы сталкивались с такими.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Соблюдайте полярность на электролитическом конденсаторе.

Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком (электролитические) функционируют только при корректной полярности напряжения в следствии химико - физических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком. При подаче обратной полярности напряжения на выводы электролитического конденсатора они обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри корпуса и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса из за повышенного давления в нем.

ГЛАВА ПОСЛЕДНЯЯ, но не по важности

конденсатор практически мгновенно заряжается, при этом в его электроцепи протекает большой кратковременный ток. Ток зарядки конденсатора может быть настолько сильным, что сожжет предохранители в автомобиле или контакты с высоким сопротивлением (низким сечением соединения). В рабочем режиме конденсатор практически никогда не разряжается полностью, соответственно его ток не столь критичен, кроме того время разряда намного дольше,  что не вызывает эффекта индукционного тока как при "запуске" - первоначальной зарядке конденсатора. В следствии выше описанного зарядку конденсатора лучше производить через сопротивление (резистор). В данном случае таким резистором будет диод, так как он тоже имеет сопротивление (несколько десятков Ом), при этом мощность диода необходимо подобрать как минимум в 1,5-2 раза выше чем мощность магнитолы. В случае отсутствия диода в Вашей схеме для зарядки конденсатора применяйте обычный классический резистор.
 На этом можно отчасти подвести черту в подключении конденсатора к аудиоустройствам (сабвуферу, усилителю, магнитоле).