Eine stabile Stromversorgung ist die Basis für jede hochwertige Anlage

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Eine stabile Stromversorgung ist die Basis für jede hochwertige Anlage (Leigh)

Damit ein Verstärker unbeschwert arbeiten kann, benötigt er stabile Spannungsverhältnisse. Denn wenn bei einem heftigen Bass-Impuls die Spannung einbricht, muss das Netzteil nachregeln - und zieht sich dafür zum Ausgleich einen höheren Strom. In der Folge bricht die Spannung noch mehr ein, der Verstärker regelt wieder nach um auf die geforderte Leistung zu kommen - ein Teufelskreis. Schlußendlich bekommt der Amp nicht mehr genügend Saft, liefert nicht die geforderte Leistung und kappt zunehmend das Signal. Er klingt weniger impulsiv, er komprimiert. Außerdem produziert das Netzteil durch das ständige nachregeln und durch den höheren Strom mehr Wärme. Bei viel zu wenig Spannung schalten Verstärker sogar ganz ab. Wir lernen daraus: Nur mit einer stabilen Stromversorgung liefert der Verstärker auch wirklich die Höchstleistung ab, die wir teuer bezahlt haben. Zur STromversorgung zählen die Lichtmaschine, die Batterie inclusive Puffer-Cap (Kondensator), die Stromkabelsowie die Sicherungen. Ziel ist es, die Verluste der Verkabelung so gering wie möglich zu halten. Als Richtwert gilt: Der Spannungsabfall der Verkabelung sollte idealerweise unter 0,5 Volt liegen, zumindest aber deutlich unter 1 Volt.

Das Ohm'sche Gesetzt: U = R x I

Die Verluste lassen sich sogar berechnen, und somit vorhersagen. Spannung (U), Strom (I) und Widerstand (R) stehen immer in direktem Bezug zueinander. Die Grundformel des Ohm'schen Gesetzes U = R x I, also Spannung gleich Widerstand mal Strom, dient zur Berechnung des Spannungsverlustes. Ein Beispiel: Ein 5 Meter langes 10qmm-Kabel wird von 40 Ampere durchflossen. Ein Meter Kabel besitzt einen Widerstand von 0,002 Ohm, 5 Meter haben demnach 0,01 Ohm. Bei 40 Ampere Strom beträgt der Spannungsabfall am Kabel 0,01 Ohm x 40 Ampere, also genau 0,4 Volt. Von beispielsweise 12,5 Volt am Eingang liegen am Ausgang folglich nur noch 12,1 Volt an. Bei einem ungeregelten Verstärker bedeutet dies bereits einen Leistungsverlust von über 6 Prozent. Bei der Verkabelung von Amps muss man also die Widerstände so gering als möglich halten, um den Stromfluss nicht zu bremsen bzw. um keinen unnötigen Spannungsabfall zu produzieren. Wir erinnern uns an den Richtwert, dass der Spannungsabfall der gesamten Verkabelung maximal 0,5 Volt betragen soll. Bei einer Stromaufnahme von 50 Ampere darf die komplette Verkabelung folglich einen Widerstand von höchstens 10 Milliohm (0,01 Ohm) aufweisen. Sollen 100 Ampere fliesen, lautet das Ziel, unter 5 Milliohm (0,005 Ohm) zu bleiben.

Der Leistungsverlust.

Ein Spannungsabfall von 0,5 Volt erscheint auf den ersten Blick vernachlässigbar; selbst wenn 1 Volt fehlen, vermutet man keine dramatischen Auswirkungen. Doch wer so denkt, der hat die Rechnung ohne die Leistung gemacht. Die Leistung (P) ist nämlich das Produkt aus Strom und Spannung. Wenn sich die Spannung an einem Widerstand reduziert, fließt automatisch auch weniger Strom. In der Praxis bedeutet dies, dass ein Spannungsabfall von 0,5 Volt einen Leistungsverlust von 8 Prozent hervorruft. Ein Abfall von 1 Volt geht mit einerLeistungsreduzierung von 15 Prozent einher. Bei einem Kilowatt-Amp wären satte 150 Watt beim Teufel, ganz zu schweigen von den extremen klanglichen Verlusten.


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Ist U gesucht rechnet man R mal I

Ist R gesucht rechnet man U geteilt durch I

Ist I gesucht rechnet man U geteilt durch R

Die Batterie ist die Lagerstätt der Energie. Je niedriger ihr Innenwiderstand ist, desto besser.

Über das Thema Batterie kann man ein ganzes Buch alleine schreiben, aber ich fasse hier mal die wichtigsten Aspekte zusammen. Die Batterie ist entscheidender Bestandteil der HiFi-Anlage. Sie versorgt alle Geräte mit Saft und puffert sämtliche größeren Stromschwankungen ab. Wenn nun ein oder mehrere Verstärker nach Strom verlangen, dann kolabiert das System, die Spannung fällt ab. Besonders im Dunkeln wird dies klar, denn das Abblendlicht blinkt rythmisch im Takt des Basses. Ein Kondensator bringt hier zwar etwas Linderung, weil er den kurzen Zeitraum überbrückt, bis die Batterie ihren Säureprozess in Gang bringt. Dannach aber ist wieder die Batterie (zusammen mit der Lichtmaschine) gefragt. Wenn hier Saft nur spärlich fließt, dann haben die Verstärker das Nachsehen. Schuld am Spannungseinbruch der Batterie ist Ihr Innenwiderstand Ri (Ohm'sches Gesetz). Je größer der Innenwiderstand ist, desto größer ist auch der Spannungseinbruch. Die Lösung lautet also: Eine Batterie mit möglichst kleinem Innenwiderstand muss her. Auf Zeit gesehen ist die Kapazität - also welche Energiemenge gesamt in der Batterie steckt - ebefalls wichtig. Wenn man im Stand mal etwas länger Musik hören möchte, sollte die Batterie ja auch nicht gleich schlapp machen. Die amerikanische "Reserve Capacity" (RC) ist hier eine sinnvolle Messgröße, denn sie gibt an, wie viele Minuten lang aus der voll geladenen Batterie ein Strom von genau 25 Ampere gezogen werden kann. So lange könnte man im Stand Musik hören. Per Hochstromktest wird zudem ermittelt, wie viel Strom maximal zur Verfügung steht und wie die Batterie auf diese Belastung reagiert. Die modernste Batteriebauform heißt AGM (Absorptive Glass Mat). Diese Energiespeicher sind wie Gel-Batterien gasdicht verschlossen, und dürfen im Gegensatz zu normalen, "nassen" Säurebatterien auch im Innenraum oder Kofferraum verbaut werden.Entstehendes Knallgas (Wasserstoff) wird an den Platten rekombiniert, weshalb man AGM's auch Rekombinationsbatterien nennt. Der Lieblingszustand einer Batterie lautet "Voll geladen". Sowie sie entladen wird, bildet sich an den Platten Bleisulfat. Verharrt die Batterie nun in diesem Ladezustand, kristallisiert sich das Bleisulfat und setzt sich fest (sulfatierung). Diese Masse wird unbrauchbar und reduziert die Kapazität der Batterie. Deshalb sollte eine Batterie IMMER voll geladen sein, denn dann hält sie länger. Dauerhaftes Laden und Entladen (zyklisieren) führt innerhalb der dünnen, rauen Platten einer Starterbatterie zur Ablösung der Masse vom Elektrodengitter. Eine Starterbatterie ist also NICHT für den Zykleneinsatz ausgelegt. Sogenannte Zyklenfeste Batterien besitzen dagegen stabilere, glattere Platten, bei denen diese Masse-Ablösung viel geringer ausfällt. Sie vertragen deutlich mehr Lade/Entladezyklen als herkömmliche Batterien. Dafür liefern sie bei Kurzzeitbelastung aber auch weniger Strom. Prinzipiell gilt, je öfter und tiefer eine Batterie entladen wird, desto kürzer ist ihre Lebensdauer. Jedes Laden und Entladen bedeutet Verschleiß. Der erste Schritt zur stabilen Stromversorgung ist der Austausch der Starterbatterie gegen eine niederohmige AGM-Batterie. Die Zealum ZSB-2400 etwa bietet viel Power auf wenig Raum und passt Dank mitgelieferter Metallhalterung in fast alle gängigen Fahrzeuge. Bei größeren Anlagen hilft eine Stütz- oder Zusatzbatterie, Stromspitzen auszugleichen. Sie senkt ebenfalls den Innenwiderstand der Stromversorgung. Die AIV "Green Power 900" etwa, ist eine perfekte Stützbatterie. Der kleine Kraftprotz leifert fast soviel Strom wie ein 44-Ah-Säure-Akku aus dem Baumarkt. Wem das nicht reicht, der kann auch mehrere Batterien im Kofferraum installieren, dann aber sollte ein Trennrelais oder Trenn-MOSFET in die Zuleitung.


Quelle: Diverse Artikel aus Car-Hifi-Fachzeitschriften!