Đo điện cơ bản (Basic Electric Mesurement)
Đối với người đọc không quen, đây là sự mô tả về vài khía cạnh rất cơ bản của điện. Trong hình 4.4, nước chạy bằng cánh gàu được dùng để cung cấp năng lượng cho động cơ vào điểm cuối đối diện nó. Bằng cách này, một dòng chảy liên tục theo một hướng được tạo ra, do đó năng lượng áp dụng ở một nơi bị chuyển đến một thiết bị ở một nơi khác.
Điều này cũng tương tự như dòng điện một chiều (Direct Current) (DC) .
Trong hình 4.4, cánh gàu liên tục di chuyển theo các hướng thay đổi, trước tiên hướng tới, sau đó ra phía sau, để cung cấp điện cho một thiết bị được thiết kế để đáp ứng với sự thay đổi như vậy. Điều này tương đương với dòng điện xoay chiều (Alternating Current) (AC). Máng với đường đôi của nó khá tiêu biểu cho cable điện với hai dây dẫn dòng tải, do đó có thuật ngữ mạch điện (circuit).
Có sự quan hệ khá trực tiếp giữa các lực tác dụng bởi một nguồn điện và luồng dẫn của các điện tử thông qua mạch điện. Điều này được mô tả bằng công thức nổi tiếng gọi là định luật Ohm:
V / (R hay Z) = l
V = Volttage (điện áp tính bằng volt)
R hay Z = điện trở hay trở kháng (tính bằng ohms, ký hiệu là Ω)
I = dòng cảm ứng (dòng chảy điện tử, tính bằng ampe)
Ở đây, dòng chảy của điện tử (dòng, cường độ) được thể hiện tỷ lệ thuận với năng lượng phát sinh (điện áp, voltage) và tỉ lệ nghịch với điện trở hay trở kháng trong mạch. Bằng công thức thông thường, một sự tăng gấp đôi điện áp –voltage- (điện năng, hay áp lực) sẽ gây ra dòng (cường độ) tăng gấp đôi (số lượng điện tử chảy qua mạch). Khi nhân đôi trở kháng (hay điện trở) sẽ cắt giảm một nửa dòng điện.
Thuật ngữ điện trở (resitance) áp dụng đối với dòng điện một chiều. Impedance (trở kháng) (ký hiệu là Z) áp dụng cho bất kỳ loại dòng điện xoay chiều nào, bao gồm cả tín hiệu âm thanh. Với ý nghĩa đó, trở kháng có thể được hiểu như là sức đề kháng của mạch điện với sự chuyển động sóng sine (sine-wave motion) của một tần số nhất định. Nó bao gồm điện trở DC kết hợp với mạch điện kháng bổ sung tới dòng điện xoay chiều. Kết quả là, trở kháng bình thường đo được sẽ cao hơn điện trở.
Trong khi định luật Ohm mô tả sự quan hệ giữa điện áp, trở kháng và các kết quả của các điện tử, một công thức khác cơ bản được sử dụng để hiển thị giá trị thực tế của công suất-power (rất khác với từ áp lực-pressure) sinh ra vào trong một mạch điện. Power (năng lượng-công suất) có khả năng làm một số công việc (chẳng hạn như di chuyển một cone loa hay truyền động một mạch điện tử). Điều này được thể hiện bởi:
V x I = P
V = điện áp (tính bằng volt).
I = dòng cảm ứng (đo bằng ampe) A
P = Power-công suất (đo bằng watt)
Công thức này cho thấy lượng điện năng thật sự tiêu tan (sử dụng hết) trong mạch điện tại thời điểm nhất định là cân xứng với cả áp lực điện (điện áp) và dòng điện tử (dòng). Bằng sự quan hệ này, một tín hiệu có điện áp tương đối cao / dòng thấp có thể liên quan đến mức công suất tương tự như một tín hiệu có điện áp tương đối thấp / dòng cao. Nếu có liên quan cùng một công suất, nó có thể là cả hai, khi khai thác đúng cách, sẽ thực hiện cùng một số lượng công việc.
Một số lượng công suất nhất định có thể được chuyển đổi để thay đổi số lượng tương đối của điện áp và dòng điện. Loại chuyển đổi (transforming) này thường được sử dụng, thí dụ trong sự phân phối hệ thống âm thanh liên quan đến nhiều loa mức độ từ thấp đến trung bình, cũng như trong nhiều khía cạnh khác về sự của hoạt động âm thanh, đặc biệt trong các thiết bị điện tử.
Hình 4.4: Một mô phỏng tương tự (analogy) cho người chưa quen với các thuật ngữ điện cơ bản. Máng A được dùng ở đây để dễ minh họa. Dòng điện sẽ được so sánh phần nào với nước qua ống (mặc dù so sánh này chưa hoàn hảo). Áp lực nước sẽ tiêu biểu cho điện áp. Số lượng dòng chảy thực tế sẽ tiêu biểu cho dòng, đo bằng ampe hay milli ampe (một phần nghìn của ampe). Tín hiệu âm thanh là một dạng điện AC, mặc dù thường là ở mức điện áp thấp hơn nhiều so với hệ thống điện 115 (hay 230) volt (trừ đầu ra loa của ampli công suất cao, một trong số đó có thể cung cấp điện áp hơn 115 volt khi đẩy lên công suất tối đa khả năng xảy ra nguy hiểm và có thể bị sốc khi xử lý vật liệu không cách điện hay tiếp xúc với thiết bị nối đầu cuối của dây loa trong hệ điều hành). Trong thảo luận tình cờ liên quan với pro-sound mặc dù điện AC được hiểu là sự cung cấp nguồn điện 115 volt. Tần số điện AC chuẩn ở Mỹ là 60Hz, và một hệ thống có dây nối đất không đúng cách thường có khuynh hướng tạo ra tần số này, cùng với nhiều họa âm của nó sẽ xuất hiện tại các output âm thanh. (60Hz, 120Hz, 180Hz, v.v thường biểu hiện như hum (ù), các họa âm cao hơn là những tiếng rì rầm-buzz.
Hình 4.5: Vật lý tương tự (analogy) đơn giản của định luật Ohm. Đẩy một thùng chạy dọc sàn nhà liên quan đến năng lượng có phần so sánh với định luật Ohm. Với một số lượng nhất định áp lực (điện áp), tăng gấp đôi ma sát (trở kháng} sẽ cắt giảm các chuyển động của một thùng (hay loa) đi một nửa. Trong decibel, sự khác biệt này tương đương với 3dB.
Hình 4.6: Mạch nối tiếp và song song (Series and parallel circuit). Để hiểu trở kháng là gì khi kết nối nhiều loa, sự tương tự (analogy) trong hình 4.5 không hữu ích lắm. Ở đây, tưởng tượng ra một cặp ống nước có thể làm sáng tỏ vấn đề hơn. Chú thích:Trong mạch song song, với một lượng áp suất nhất định (bộ khuếch đại điện áp), chứa nước gần gấp đôi (dòng). Dòng chảy qua hệ thống, chia đều giữa hai thiết bị (loa). Hãy giả định các máy bơm (amplilier) có khả năng cung cấp đủ nước (công suất output). Ngoài một điểm giảm trở kháng gần đúng, khả năng cung cấp nước (công suất output) thật sự bắt đầu giảm (giống như quay bánh xe của nó). Tổng số trở kháng ở đây bị giảm một nửa. Trong một mạch nối tiếp có hai loa giống nhau, trở kháng tăng gấp đôi. Tổng trở kháng của mạch phải phù hợp với khả năng trở kháng thấp nhất của một bộ khuếch đại, vì vậy cần làm thường xuyên cho series mạch. Điều này sẽ tiếp tục thảo luận trong chương 10.
