DYT jako kabel głośnikowy – wpływ odsunięcia żył na pojemność i indukcyjność

Pytanie

Jezeli kable dyt odsuniemy od siebie jako kabel glosnikowy to unikniemy pojemnosci i indukcyjnosci

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Nie, odsunięcie od siebie żył kabla DYT nie pozwoli „uniknąć” ani pojemności, ani indukcyjności.
• Rozsunięcie przewodów zmniejszy pojemność między nimi, ale jednocześnie zwiększy indukcyjność pętli oraz podatność na zakłócenia elektromagnetyczne.

Szczegółowa analiza problemu

1. Zależności fizyczne

1.1 Pojemność liniowa dwóch równoległych przewodów (dla \(d \gg r\))
\[ C' \approx \frac{\pi \varepsilon_0 \varepsilon_r}{\ln!\left(\frac{d}{r}\right)}\quad\left[\frac{\text{F}}{\text{m}}\right] \]
• \(d\) – odległość między osiami żył • \(r\) – promień żyły
⇒ Większe \(d\) → mniejsza \(C'\) (korzyść).

1.2 Indukcyjność liniowa pętli przewodów
\[ L' \approx \frac{\mu_0}{\pi}\,\ln!\left(\frac{d}{r}\right)\quad\left[\frac{\text{H}}{\text{m}}\right] \]
⇒ Większe \(d\) → większa \(L'\) (niekorzyść).

1.3 Skutek audio:

• W paśmie 20 Hz – 20 kHz dominują rezonanse RLC kabla i impedancja wzmacniacz-głośnik.
• Typowe wartości dla 2 × 2,5 mm² „zip-cord” (przewody stykające się):
   C' ≈ 50–150 pF/m, L' ≈ 0,3–0,5 µH/m.
• Przy odsunięciu żył na 5 cm:
   C' spada do ≈ 10–20 pF/m, L' rośnie do ≈ 0,8–1,2 µH/m.
  Dla kilkumetrowego odcinka tłumienie wysokich tonów może wzrosnąć o 0,2–0,5 dB – bywa słyszalne.

2. Konsekwencje praktyczne

• Większa powierzchnia pętli = lepsza „antena” → większe EMI/hum 50 Hz.
• Większa indukcyjność + niska impedancja głośnika (4 Ω) tworzy filtr dolnoprzepustowy:
   \(f_{-3\text{dB}} \approx \frac{R}{2\pi L}\).
   Dla 10 m kabla o L = 1 µH/m: \(L\T ≈ 10 µH\), \(f\{-3\text{dB}} ≈ 64 kHz\). Dla audio niby wysoko, ale przesunięcia fazowe zaczynają się dużo wcześniej.
• Niektóre wzmacniacze z pętlą globalnego sprzężenia zwrotnego stają się mniej stabilne przy dużej indukcyjności obciążenia.

3. Optymalne geometrie

• Skrętka (twisted pair) lub „zip-cord”: minimalizuje indukcyjność przy akceptowalnej pojemności.
• Konstrukcje star-quad obniżają indukcyjność jeszcze o ~20–30 %.
• Płaskie taśmy o bardzo bliskich żyłach dają niską indukcyjność, lecz wysoką pojemność – problematyczne dla niektórych wzmacniaczy klasy D.

Aktualne informacje i trendy

• Producenci high-end od kilku lat promują kable o geometrii „litz” lub star-quad jako kompromis L/C + odporność na EMI.
• Wzmacniacze klasy D (popularność > 40 % nowych końcówek mocy) są wrażliwe zarówno na wysoką pojemność (oscylacje), jak i indukcyjność (EMI). Zalecane: skrętka 4 mm² ≤ 5 m albo podwójna skrętka star-quad dla > 10 m.
• Powłoki grafenowe i dielektryki z PTFE obniżają współczynnik strat, lecz geometrii nie „oszukują”.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Efekt pętli: napięcie indukowane przez pole elektromagnetyczne proporcjonalne do powierzchni pętli \(S\) (prawo Faradaya). Rozsunięcie x2 ⇒ \(S\)↑ x2.
• Efekt zbliżenia (proximity): mniejszy przy większym odstępie, ale dla 20 kHz znikomy wobec opisanych skutków L/C.

Aspekty etyczne i prawne

• Marketing „kabli zero-indukcyjnych/pojemnościowych” to wprowadzanie w błąd – z punktu widzenia Prawa Ohma i równań Maxwella jest fizycznie niemożliwe.
• Normy bezpieczeństwa (PN-EN 50525) nakazują spójne prowadzenie żył w izolacji – samodzielne rozdzielanie przewodów może łamać deklaracje CE dla gotowych kabli.

Praktyczne wskazówki

1. Trzymaj żyły blisko siebie lub skręć – minimalizujesz indukcyjność i EMI.
2. Dla długich tras (>15 m) zwiększ przekrój (4–6 mm²) i ewentualnie zastosuj konfigurację bi-wire zamiast rozsuwać żyły.
3. Jeśli musisz przejść w pobliżu zasilania 230 V, użyj skrętki star-quad lub dodatkowego ekranu zamiast separować żyły.
4. Pomiar: mostek LCR 100 kHz + 4-przewodowe sondy, odciąć 1 m próbki → porównanie L/C w praktyce.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• W pomieszczeniach o silnym EMI (studia radiowe) nawet mała pętla potrafi zebrać kilkanaście mV; odsunięta para kilkakrotnie więcej.
• Istnieją konfiguracje „shotgun” (dwie skrętki równolegle) – rozdzielanie tylko po to, by je potem skręcać odwrotnie – marketingowa pułapka.

Sugestie dalszych badań

• Porównać wpływ kształtu impulsu (square-wave 10 kHz) na różnych długościach i geometrii kabli – oscyloskop + generator.
• Analiza stabilności wzmacniaczy klasy D przy \(C'>300 pF/m\) i \(L'>1 µH/m\).
• Identyfikacja słyszalnego progu zmian fazy przy wzroście L o 0,5 µH/m w systemach hi-res 96 kHz.

Krótkie podsumowanie

Rozsunięcie żył kabla głośnikowego rzeczywiście zmniejsza pojemność, ale jednocześnie zwiększa indukcyjność i podatność na zakłócenia. W praktyce audio liczy się kompromis – minimalna rezystancja i indukcyjność przy akceptowalnej pojemności. Najprościej osiąga się to, prowadząc przewody blisko siebie (zip-cord, skrętka, star-quad). Twierdzenie, że separacja pozwoli „uniknąć” zarówno pojemności, jak i indukcyjności, jest sprzeczne z prawami elektromagnetyzmu.