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音響用電十四問
更新時間:2015-7-15 13:56:33 編輯:溫情 文章來源:音響網 調整文字大小:【

問一:為何音響開機時,電燈會閃一下?

答:這是因為音響器材開機時,由于器材內部大容量電容,在關機前處于空載的放電狀態,按下電源開關時,電容馬上從變壓器吸取電力,由于吸取的電流極大(稱為充電電流),以致于電力突然下降,日光燈自然會暗一下了。

一般的后級只要濾波電容容量總和超過20,000μF,開機時就會發生此現象。因此部份設計完善的大功率擴大機,在開機時具有“緩沖電路”,也就是說開機時會經過大型水泥電阻緩沖,讓內部電容慢慢充電,一段時間后(約幾秒鐘)再以繼電器接通,如此既可以保護保險絲不會一下子燒斷,也可以避免電燈閃一下的困擾。

 


問二:臺電的供電真的很爛嗎?

答:當大家遇到電源不穩定時,總不管三七二十一先把責任怪到臺電再說。如果了解臺電的人,則一定會大力辯解,并且提出合理的解釋。事實上,臺電的供電一點問題也沒有,電力不穩定的現象,是配送過程中受到干擾而來的。

先從發電廠說起好了,目前臺彎主要的發電廠分成兩大類,其一是核能發電,另一則是火力發電廠。不論是核能發電或火力發電,他們皆采用蒸氣的力量,驅動蒸氣渦輪帶動發電機。這是一套極為精密的發電設備,渦輪的轉速關系到頻率的穩定性,大型的發電機與渦輪之間,具有計算機控制的變速系統,以確保在各種負載下維持穩定的輸出頻率(60Hz)。再者,渦輪發電機輸出的電壓絕對是穩定的正弦波電壓,這是基本的物理原理,換句話說,要制造出扭斜的正弦波還有問題呢!所以,從臺電送出的電力絕對是穩定的60Hz正弦波電力。至于干擾及電壓不穩的問題,請見下題。

 


問三:為何電力傳輸時,總是使用高壓電,這不是很危險嗎?

答:電壓超過100V時,就存在著危險性,但為何臺電的配送電力總在22KV以上呢?這不是很危險嗎?當然危險,所以高壓電塔上總是掛著醒目的招牌,警告閑人勿近,否則容易發生觸電的危險。使用高壓傳輸,最主要是為了節省配線時電纜的用銅量,同時也降低電力傳送時的損耗,因此從發電廠送出的電力是以超高壓的方式傳送。超高壓傳送的最大好處,就是電壓高、電流小,電子流經導體時,發熱量是以電流的比例計算,而不是以電壓計算,因此有效降低導體的電流量,就能降低損耗,因此雖然危險,但只要做好防范措施,就可以避免危險發生。以高壓傳送的另一個理由,是為了降低客戶端的電壓變動率。如果以1:1傳送,也就是說臺電送出110V的電力直接到家庭,臺電每降低1V電壓,客戶端的電壓也會隨之降1V。但如果以目前普遍使用的22KV傳送,當電廠送出的電壓有1V的震動時,客戶端幾乎沒有任何感覺。

 


問四:為何我家的電壓經常不穩定?

答:電壓不穩定的情形經常發生在各種用電戶,尤其是工業區附近。當建筑物申請臺電配接管線時,會依照申請表格的數字,配接適當的電力給建筑物,但這只是一個預估值,如果用電戶的用電量超過當初申請的電力容量,則容易產生電壓下降等電力不足的現象。這不是臺電不給你充足的電力,而是用戶應該提出更大的用電申請。例如,某工業園區原來申請一萬千瓦的用電量,臺電當然依照申請配接一萬千瓦的用電供應,如果工業園區的用電量超過額定負載,電力當然會發生吃緊的現象,電壓自然會不敷使用而下降了。光口頭罵罵沒有用,其實只要向臺電提出更大的用電申請,供電不足的情形就容易解決。所以下次電力下降的時候,請不要動不動就咒罵,趕快衡量自己的用電量,看看是不是超過了用電契約上的額定供電量?如果長期處于低壓狀態(例如電壓低于100V),也可以向臺電反應,他們會派員改變用戶變壓器的抽頭,讓您的電壓恢復正常。

 


問五:一般家庭使用的電力供應如何?

答:家庭用電與工業用電不同,不但供電的形式不同,用電容量也不同。一般家庭沒有大型電器設備,最耗電的電力器材頂多是冷氣機或電熱器,這些器材使用的電壓不會超過220V,因此一般家庭用電多為乙類用電,110V單相三線供應。如何判斷?看看自己的電表是不是圓形的?如果是,就表示為110V單相三線供應,如果是方形電表,則是最普通的110V單相雙線供應。

單相三線具有兩條火線及一條水線,兩條火線是互為反相的110V/60Hz,經過適當的連接,可以分別拉出兩股100V或一股220V的電線,其中110V供應一般電器使用,而220V則提供冷氣機及電熱水器使用。使用單相三線供電方式的理由,最主要還是為了節省電力傳送過程的損耗。經由適當的配線,從兩條火線拉出去的兩股100V電線,如果兩邊用電量均等,則依照相位抵銷的原理,水線將不會產生任何電流,這就表示可以降低水線的線徑,也可以避免無謂的電力損耗。換句話說,如果您家中維持固定的電力消耗量,在最理想的配線組合下,還有機會節省用電度數。

 


問六:電力干擾哪里來?

答:剛剛說道,臺電送出的電力為完美的60Hz正弦波,但干擾從哪里來?其實,最主要的干擾源,仍然來自用電戶本身。試著想想看家中有多少電器用品?當這些電器用品全部插上插頭使用時,會產生多少干擾?冷氣機、電風扇、日光燈等,沒有一樣是純電阻負載,它們具有感抗也有容抗,只要開啟就會回授干擾電力系統,將噪聲寄生在電源上。開日光燈時音響會傳來“啪啪”的聲響,這就是日光燈的干擾。

即使自己非常潔身自愛,聽音響時盡量不開其它電器使用,也不能保證用電一定干凈,因為您府上電表的前端,仍然與其它用電戶連接在一起,別人家里只要使用電器設備,也會對您產生干擾,程度則視情況而定。運氣好者沒有感覺,運氣不好者嘆氣也沒用,除非您自行申請一顆用戶變壓器使用。

 


問七:如何避免干擾?

答:這是大家所關切的問題,如何避免干擾?最直接有效的方法就是隔離。隔離別人對你的干擾,隔離自己家中電器彼此間的干擾。大型用電設備以及計算機最容易產生干擾,它們會產生高頻噪聲,也會產生電源諧波,寄生在電力系統中干擾其它電器產品。如果要獲得干凈的電力,使用隔離變壓器或電源濾波器是一個好方法,利用變壓器頻寬不足的原理,濾除高頻噪聲,只讓頻率較低的60Hz電力通過,如此即可有效濾除高頻噪聲或頻率較高的電源諧波。但隔離變壓器也并非萬靈丹,請見下題分曉。

 


問八:電源濾波器有用嗎?

答:我比你還關切這個問題,如果家中有太多因素無法克服干擾,市售的電源濾波器有用嗎?先說說電源濾波器的工作原理。簡單的講,電源濾波器所使用的材料多為電感、電容等材料,將電容與電感組裝成一個“低通濾波器”,只讓60Hz左右(或以下)的頻率通過,即可阻擋60Hz以上的訊號(或稱為噪聲),進而達到濾除噪聲的目的。

電源濾波器有好幾種,有的有附設穩壓功能,并且具有自動調節輸出電壓的能力,利用變壓器抽頭不同的搭

配組合,以偵測電路配合繼電器,連接不同的抽頭,即可達到實時調整輸出電壓的目的,大多數的計算機用穩壓器皆為此工作原理。但請別忘了,繼電器連接抽頭的瞬間,也會產生突波,這對電源又是另一種干擾。還有,低通濾波器的特性,就是阻擋較高頻率的訊號通過,如果擴大機對電力供應需求的速度大過低通濾波器的供電能力,則會形成一個瓶頸,反而造成阻礙。例如:某某電源濾波器對于濾除60Hz以上的噪聲非常有效,但如果此時擴大機抽取的電流量大過濾波器的供電能力,或擴大機需要快過于60Hz以上的供電速度,電源濾波器反而成為絆腳石。

一般而言,電源濾波器適用于用電穩定、電力消耗較小的器材,如訊源、前級等,而功率后級及超低音,則直接插在墻壁上為佳。無論如何,不要以為加裝電源濾波器就有正面效果,自己試試看最重要。

 


問九:如何為音響準備一套理想的電源?

答:自己蓋一座電廠嗎?當然不可能,不過要準備一套理想的電源倒沒有想象中的困難,只要為它拉一條獨立的電源線就解決了大半問題,剩下的還可以靠電源線及適當的小道具進行微調的動作。關于拉電源線的方法,請參閱上一期的專題以及本期的內文,尤其是這一期的曹先生家中的電源處理,可以說是一個理想的實現,如果您真的有心,不妨進行規劃設計。您也許沒有那么好的運氣可以獨自使用一個“桿上變壓器”,直接獲得從臺電來的干凈電源,但如果您住在公寓大廈,最起碼也可以從電表處拉一條至少22mm平方以上的電源線給音響使用,這樣一來就說得上盡心盡力了。信不信,花八千元換裝一條獨立電源線,比換一條八萬元的電源線還有實質效果。還有,拉線時請一鼓作氣,一定要拉22mm平方以上的,苦差事做兩次是很累的,千萬別相信水電行老板說3.5mm平方就夠用了。

 


問十:訊源器材與后級需要分開處理嗎?

答:最好是分開處理,最好的方法是拉兩條電源線,一條給消耗電力較小的訊源器材、前級等使用,另一條則給消耗電力較大的功率擴大機、超低音等使用,雖然電源線的源頭都是同一條,但仍然聽得出效果。至于拉了電源線之后還需不需要電源濾波器,則請自行試試看,通常我的經驗是:只要有充足的電力供應,濾波器不一定有正面效果。

 


問十一:需不需要接地線?

答:由于臺電的供電形式,并沒有真正的地線給用戶使用,所以用戶必須自行準備地線。接地線的方式以及原則,請參閱專題內文說明,曹先生家中的接地方式,雖然無法稱得上最完美,但對于音響迷來說已經夠發燒,接與不接哪個好?也必須實驗才知道,因此曹先生也為此設計了一個接地開關,測試何者為佳。

高級的音響器材大多使用三孔AC電源線,其中一條就是接地線,這條地線與機箱連接,經過電線傳導之后直接與大地(地球)連接。接地之后的最大好處是:手摸擴大機機箱表面,不會再有麻麻的感覺,也就是說機箱的對地電壓會非常低,低到無法感電。從安全的度來看,接地是有必要的,但從聲音的角度來看,何者為佳誰也不敢打包票。

 


問十二:一般家庭如何接地線?

答:其實臺電送來的單相三線電力線當中,其中一條已經接地,但由于路徑過長加上有電流通過,因此多少存在著電壓,這個電壓會因為用電的情形改變,而隨著升降。我在家中以AC電表測量,最低時約1V,最高時為6V。如果利用這條水線接地,也可以達到接地的效果,但最好加裝一個AC電壓表,隨時觀察AC電壓。但就安全的觀點來看,仍然不建議使用。連接水管或連接建筑物鋼筋的方式也不建議,因為這容易導入其它干擾,例如雷擊時,或其它電器漏電時,也容易藉由地線傳導到音響器材。

 


問十三:接地就能避免干擾嗎?

答:答案不是絕對肯定的,如果您接地接得不夠徹底、不夠小心,反而會帶來壞處,將別人的噪聲導入音響器材里。接地的目的大致可分成兩類,其一是安全考量的電力接地,其一則是訊號接地。前者通常用于大型機械,例如洗衣機、馬達等,當產生漏電現象時,可以藉由地線的傳導,將電力傳導至大地,以保護人員的安全。后者則為提升器材或儀器的訊噪比,將電路接地,以降低噪聲。

將器材接地連接在建筑物鋼筋或金屬水管上,不能保證別人也如此接地,如果音響器材的地與別人的洗衣機共享同一個接地,結果只會更壞不會變好,因此不建議將音響器材以連接建筑物鋼筋或水管的方式,那是非常不衛生的。另外,地線既會導電,也會帶來噪聲,與別人共享接地,沒事則矣,有事則將別人的噪聲也導入音響系統,此時不如不接地。

 


問十四:電纜線需要避震嗎?

答:粗重的電纜線,其實也可以視為音響電源線的一部份,既然音響電源線要注意材質及避震,電纜線也應該注意此現象。臺電公司的配電所,由于傳輸的電纜長度相當遠,電纜在電線桿上隨風晃來晃去,彼此電纜間也會因為互相感應,而產生低頻震蕩;如果兩條電纜平行傳送,也會彼此產生電容效應,而變成電容式麥克風,這些現象雖然不會從喇叭中傳出,但臺電配電所里的鑒聽設備卻聽得相當清楚。要做到最好,電纜行經的路徑中,接觸點可以以殺綿包覆,兩條電纜盡量不要平行,這樣就可以將噪聲降得更低。

結論:

關于電源的問題牽涉廣泛,各家自然有其獨特的解釋與說法,但基本上,電源供應應該盡量保持電力充足、電壓穩定、寄生噪聲低的處理原則,方法千百種,處理電源的器材也比比皆是,只要能夠達到這些原則,對音響器材就有正面的幫助。

最近曾經到一位音響迷家中聽音響,他對于電源問題相當重視,所有的音響器材都使用市售電源濾波器處理,企圖營造最干凈的電源給音響器材使用。結果我帶了一張非常嚴苛的發燒片前往測試,竟然發現大動態以及極低頻出現的片段,擴大機的指示燈竟然暗下來甚至快熄滅了,很明顯,這是由于輸出大電流時由于供電不足,導致器材電壓下降,器材本身電力沒喂飽,再多的濾波器還有效果嗎?那只不過是增加電力供應的瓶頸而已。事后這位音響迷根據我的建議,換裝兩條38mm平方的電纜,從此以后不論音量開多大,指示燈閃也不閃一下,這才是從基本面上解決電源問題。

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