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作為音響技術(shù)人員,必須了解的基本電學(xué)常識(shí)
發(fā)布時(shí)間:2022-3-20 13:40:37   瀏覽次數(shù):
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專業(yè)音響技術(shù)

作為音響技術(shù)人員,必須了解的基本電學(xué)常識(shí)


在音響部門(mén)的工作中,設(shè)備與電息息相關(guān)。電是能量,我們需要對(duì)它有最基本的認(rèn)識(shí)。對(duì)于音響專業(yè)來(lái)說(shuō),用的絕大多數(shù)都是單相電。但是在現(xiàn)場(chǎng)接電的時(shí)候,通常接的卻是三相電。

那么三相電與單相電有什么區(qū)別呢?

首先,我們國(guó)家三相電的標(biāo)準(zhǔn)是三相五線制,包括三相電的三個(gè)相線L1、L2、L3(也稱為A、B、C線)、中性線N線(也稱為工作零線)以及保護(hù)零線PE線(也就是我們常說(shuō)的地線)。地線在供電變壓器側(cè)和中性線并在一起,但進(jìn)入用戶側(cè)后必須分開(kāi),否則發(fā)生混亂后就與三相四線制無(wú)異。

 

在國(guó)內(nèi),規(guī)定民用供電線路相線之間的電壓(即線電壓)為380V,相線和地線或中性線之間的電壓(即相電壓)均為220V。

 

進(jìn)戶線一般采用單相三線制,即一個(gè)相線和中性線(作零線)、地線,其接線方法有著嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)三相五線制標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線顏色為:L1線黃色,L2線綠色,L3線紅色,N線藍(lán)色,PE線黃綠相間。

 

下圖是小編為大家總結(jié)的不同國(guó)家的接線標(biāo)準(zhǔn),以便各位同行在與國(guó)外演出團(tuán)隊(duì)對(duì)接的時(shí)候清楚地明白對(duì)方需要什么:


 

接下來(lái)讓我們一起看一下單相電的接法:單相電一般分為單相二線與單相三線。單相二線系統(tǒng)包括一條相線(L)和一條中性線(N);單相三線系統(tǒng)包括一條相線(L)、一條中性線(N)和一條地線(PE)。

 

Q:那么為什么在現(xiàn)場(chǎng)用的是三相電接法,而不是直接去用單相電的接法呢?

與三相電相比,單相電最主要的特點(diǎn)是輸出功率不為常數(shù)(功率振蕩)。當(dāng)電壓在0°和180°時(shí)其輸出功率為零,在90°和270°時(shí)輸出功率則會(huì)達(dá)到峰值。而三相電的總功率是常數(shù),可以穩(wěn)定地進(jìn)行運(yùn)作。

 

三相變壓器的成本也比單相變壓器低,它只需要多50%的材料,即可提供原來(lái)3倍的輸出功率。因此,三相電在發(fā)電及輸電方面都有著明顯的優(yōu)勢(shì)。


搞清楚了三相電與單相電的區(qū)別以及接線方法后,還有個(gè)很重要的事情就是線徑的選擇。不同的線徑所承載的電流量是不同的,這是由導(dǎo)線的物理特性所決定的:

 

電流是電荷的平均定向移動(dòng),電流的大小稱為電流強(qiáng)度,是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線某一截面積的電荷,公式為:




根據(jù)公式可以看出,線徑與電流強(qiáng)度成正比。

 

打個(gè)比方,線徑相當(dāng)于路,電流相當(dāng)于車(chē)的數(shù)量,路的寬窄決定了同一時(shí)間內(nèi)能通過(guò)多少輛車(chē)。假設(shè)有一條很窄的路,而同時(shí)有很多輛車(chē)通過(guò),那么這條路就會(huì)十分擁堵。所以對(duì)于導(dǎo)線來(lái)說(shuō),電流強(qiáng)度過(guò)大會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)線發(fā)熱情況甚至燃燒的嚴(yán)重后果。


經(jīng)過(guò)小編多日來(lái)苦苦的搜尋,查閱了國(guó)際國(guó)內(nèi)的用電標(biāo)準(zhǔn),綜合整理出常見(jiàn)用電量所對(duì)應(yīng)的銅線線徑粗細(xì)表格,供大家參考:


 

因此,結(jié)合以上表格與現(xiàn)場(chǎng)使用的經(jīng)驗(yàn),我們建議:

 

63A(含)以下的總電應(yīng)當(dāng)按照標(biāo)準(zhǔn)線徑去使用;而對(duì)于超過(guò)125A(含)的總電,由于實(shí)時(shí)的聲壓級(jí)是動(dòng)態(tài)的,并且聲壓級(jí)不會(huì)一直處于系統(tǒng)的峰值,那么電流也就不會(huì)一直處于最大狀態(tài)。因此理論上是可以適當(dāng)降低線徑的標(biāo)準(zhǔn)。


 

當(dāng)選擇好了合適的線徑后,還要注意:

 

接電時(shí),一定要接地線。那么什么是接地呢?接地是電路內(nèi)部的一個(gè)電位參考點(diǎn)。從這個(gè)參考點(diǎn),可以測(cè)量其他電位。接地也可以被認(rèn)為是電流的一個(gè)共同回歸路徑(稱為地回電路或地回路),或是與大地的一個(gè)直接有形的連接。

 

關(guān)于為什么一定要連接地線這個(gè)問(wèn)題,小編為大家總結(jié)了以下幾點(diǎn):

 

1.當(dāng)導(dǎo)體的絕緣體損壞時(shí),導(dǎo)體易與外界接觸,接觸點(diǎn)會(huì)因?yàn)槔鄯e電荷而使得電位升高,容易發(fā)生電擊事件。假設(shè)我們?cè)诂F(xiàn)場(chǎng)有一臺(tái)外殼是金屬材料的功放,其內(nèi)部的導(dǎo)線外皮損壞并接觸到了外殼,那么此時(shí)外殼就會(huì)帶電。如果沒(méi)有接地線的話,當(dāng)人觸碰到功放外殼時(shí)就會(huì)發(fā)生觸電情況;換而言之,如果有正確的接地線,同樣情況發(fā)生時(shí)則會(huì)觸發(fā)空氣開(kāi)關(guān)跳閘,使人不會(huì)觸電。再退一步說(shuō),假設(shè)空氣開(kāi)關(guān)因?yàn)楣收蠜](méi)有跳閘,但由于導(dǎo)線接地電阻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人體的電阻,那么大部分漏電電流將會(huì)經(jīng)由PE(地)線排出至大地,而流經(jīng)人體的電流較小,這將大大降低了人體觸電引發(fā)的危害;

 

2.當(dāng)修理電子儀器時(shí),靜電很容易會(huì)損壞電子儀器。所以在維修電子設(shè)備時(shí),一定要先將這個(gè)設(shè)備接地放電,防止靜電損壞電子設(shè)備;

 

3.為了達(dá)到測(cè)量目的,將大地當(dāng)作一個(gè)固定參考電位,根據(jù)這個(gè)參考電位,可以測(cè)量出其他導(dǎo)線的電位。

 

通常按照安全用電的標(biāo)準(zhǔn),各個(gè)部門(mén)都應(yīng)該正確接地。但在實(shí)際使用中,有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)其他部門(mén)并沒(méi)有正確接地線,或者部門(mén)之間接了不同的地線的情況。那么在此時(shí),如果部門(mén)之間有導(dǎo)體連接的話,就很容易因?yàn)閷?duì)地電壓的不同從而造成對(duì)設(shè)備的損壞。

 

例如,在演出現(xiàn)場(chǎng),音響與大屏的接地是分開(kāi)的,那么它們的對(duì)地電壓就有可能不同。在此時(shí)如果大屏需要通過(guò)音頻線纜送給音響部門(mén)一個(gè)音樂(lè)信號(hào),則非常容易損壞輸入、輸出設(shè)備。為了解決這個(gè)問(wèn)題,我們就需要使用音頻隔離變壓器。


音頻隔離器是工作在音頻范圍的變壓器,又稱低頻變壓器。其工作頻率范圍一般從10~20000Hz,常用于系統(tǒng)間或設(shè)備間的音頻信號(hào)傳輸,可以完全隔離兩個(gè)系統(tǒng)間的電位差,避免由于接地問(wèn)題造成的交流聲干擾,防止過(guò)高的電位差對(duì)設(shè)備輸入級(jí)的損害。

 

它的功能有以下幾點(diǎn):

1.凈化音頻信號(hào)采用平衡信號(hào)傳輸模式,確保信號(hào)不會(huì)因線長(zhǎng)而產(chǎn)生的干擾噪聲;

2.類似變壓器利用電磁感應(yīng)原理進(jìn)行工作;

3.消除因電源異相產(chǎn)生的干擾噪聲;

4.消除接地電位差產(chǎn)生的干擾噪聲;

5.當(dāng)意外或緊急情況下插拔信號(hào)線纜,不會(huì)產(chǎn)生電壓差的打火現(xiàn)象,保護(hù)后級(jí)設(shè)備的安全。

 

實(shí)際上,在現(xiàn)場(chǎng)工作中關(guān)于電的工作應(yīng)該是由專業(yè)電工來(lái)完成的,但是我們?cè)诠ぷ髦幸矡o(wú)法避免與電接觸。因此作為音響從業(yè)者,大家也應(yīng)當(dāng)了解更多的電學(xué)常識(shí)。

 

而事實(shí)上我們需要學(xué)習(xí)的電學(xué)常識(shí)遠(yuǎn)不止這些,不過(guò)由于篇幅所限,本文只與大家分享了部分比較重要的電學(xué)常識(shí),希望對(duì)大家有所幫助,


 
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