Virtakaapelin ja sulakkeen mitoituslaskuri

Virtakaapelilaskuri laskee vahvistimen ottamasta virrasta tarvittavan kaapelin poikkipinta-alan ja siihen sopivan sulakekoon: syötä vahvistimen teho ja luokka, kaapelin pituus sekä hyväksyttävä jännitehäviö, ja laskuri antaa pienimmän riittävän kaapelikoon ja sulakkeen.

Mitä syöttökenttiin laitetaan

Vahvistimen teho syötetään wattia RMS ja luokka (D tai AB) – luokka määrittää oletushyötysuhteen (D ≈ 80 %, AB ≈ 50 %), jos et tiedä valmistajan ilmoittamaa tarkkaa arvoa. Useamman vahvistimen järjestelmässä tehot lasketaan yhteen. Kaapelin pituus on yksisuuntainen matka akun plusnavalta vahvistimelle metreinä mitattuna todellista reittiä pitkin, ei suoraa etäisyyttä – kaapeli mutkittelee usein kojelaudan alta tai auton kylkeä pitkin, joten mittanauhalla mitattu reitin pituus on aina tarkempi kuin arvio. Hyväksyttävä jännitehäviö oletetaan 0,5 V:ksi, mikä vastaa autohifissä yleisesti käytettyä korkeintaan noin kolmen prosentin häviötä 13,8 V:n järjestelmässä. Jos maadoitus kulkee erillisenä, samanpituisena kaapelina eikä lyhyenä korivedolla, valitse “erillinen maakaapeli” – se kaksinkertaistaa laskennassa käytetyn matkan.

Miten tulosta luetaan

Laskuri näyttää lasketun virrankulutuksen (A), tähän tarvittavan poikkipinta-alan (mm², pyöristettynä ylöspäin lähimpään kaupasta löytyvään vakiokokoon), sen likimääräisen AWG-vastineen (vain vertailuksi) sekä valitulla kaapelikoolla toteutuvan todellisen jännitehäviön. Sulakekoko on seuraava vakiokoko virrankulutuksen yläpuolelta, ja jos kaapelikoko on annettu, laskuri varoittaa, jos sulake ylittäisi kaapelin varovaisen ampeerikapasiteetin.

Vakiokoot ja ampeerikapasiteetti

Laskuri pyöristää vaaditun poikkipinta-alan aina seuraavaan kaupasta löytyvään vakiokokoon, ei koskaan alaspäin. Samalla se vertaa valittua sulaketta kaapelin varovaiseen ampeerikapasiteettiin:

Kaapelikoko	Likimääräinen AWG	Ampeerikapasiteetti (nippu/putki)
6 mm²	9 AWG	60 A
10 mm²	7 AWG	80 A
16 mm²	5 AWG	120 A
25 mm²	3 AWG	160 A
35 mm²	1 AWG	200 A
50 mm²	1/0 AWG	250 A

Jos useampi laite jaetaan samasta runkokaapelista jakorasialla (distribution block), jokainen lähtevä haara tarvitsee oman sulakkeensa oman kaapelikokonsa mukaan – runkosulake akun lähellä suojaa vain itse runkokaapelia, ei yksittäisiä haaroja.

Turvallisuus

Runkosulake kuuluu asentaa mahdollisimman lähelle akun plusnapaa, käytännössä noin 15–30 senttimetrin päähän, ennen kuin kaapeli jatkaa matkaa muualle autoon – sulake suojaa nimenomaan kaapelia, ei vahvistinta, jos johto hankautuu puhki tai oikosulkeutuu koriin matkalla. Kaikki virtajärjestelmän kytkentätyöt tehdään akun miinusnapa irrotettuna.

Laskuesimerkki

1000 W:n luokan D -vahvistin, 3 metrin kaapelivedolla, 0,5 V jännitehäviöllä, lyhyt korimaadoitus:

Virrankulutus: 90,58 A. Mitoitukseen ja marginaaliin pyöristetään käytännössä usein ylöspäin (tässä 100 A:iin) ennen kaapeli- ja sulakevalintaa. Kaapeli: vaadittu poikkipinta-ala 10,50 mm² → vakiokoko 16 mm² (≈5 AWG) → todellinen jännitehäviö 0,33 V. Sulake: 100 A, ei ampeerikapasiteettivaroitusta, koska 16 mm²:n kaapelin taulukkoarvo (120 A) kattaa sen.

Kaava lyhyesti

Virrankulutus: I = P / (η · U), jossa η on hyötysuhde ja U syöttöjännite (oletus 13,8 V). Kaapelikoko: A = ρ · L · I / Udrop, jossa ρ (kuparin resistiivisyys) = 0,0175 Ω·mm²/m ja L on yksisuuntainen tai kaksinkertaistettu matka maadoitustavan mukaan. Sulake valitaan seuraavasta vakiokoosta virrankulutuksen yläpuolelta.

Rajoitukset

Hyötysuhdeoletukset (D 80 %, AB 50 %) ovat yleisiä nyrkkilukuja – todellinen hyötysuhde vaihtelee valmistajan ja käyttötason mukaan, joten tarkempi tulos syntyy syöttämällä vahvistimen oma hyötysuhdeluku, jos se on tiedossa. Kaapelin ampeerikapasiteettitaulukko on varovainen, nipussa kulkevalle kaapelille tarkoitettu arvo, ei sertifioitu rajaluku – kaapelivalmistajan oma datalehti on aina ensisijainen lähde. Kaapelin materiaali vaikuttaa myös: CCA-kaapeli (kuparipäällysteinen alumiini) tarvitsee saman virran siirtoon suuremman poikkipinta-alan kuin puhdas kupari, eikä laskuri erottele näitä – tulos pätee kuparille. Jos pakkauksessa ei lue materiaalia, kannattaa suhtautua ilmoitettuun mm²-lukemaan varauksella.

Laskuri ei mitoita mahdollista lisäakkua tai kondensaattoria, vaikka samassa moduulissa on erillinen nyrkkisääntö kondensaattorin koolle (noin 1 F per 1000 W RMS) – se on karkea, laajalti toistettu ohjenuora eikä tarkka laskenta, joten sitä ei ole nostettu tämän laskurin varsinaiseksi tulokseksi. Virtajärjestelmä-artikkeli käsittelee akun, maadoituksen, lisäakun ja kaapelimateriaalin valintaa kokonaisuutena, vahvistimen asennus näyttää kaapeloinnin työvaiheet käytännössä, ja Valinta: kaapelit auttaa vertailemaan kaupan kaapelivaihtoehtoja poikkipinta-alan ja materiaalin perusteella.