김영록님의 글
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안녕하세요? 관리자님 성실하고 바른 답변 감사드립니다.
우리 가정에서 사용하는 전기용품 중 소리를 크게 틀면 전기가 더 많이 드나요?
예를 들면 220볼트에서 펌프의 회선 속도의 차이에 따라 전기 저항 차이는요?
우선 질문하신 소리를 크게 트는 경우 전력 소모량이 증가하는가에 대한 답변은 보는 관점에 따라 그럴수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.
상식적으로 생각하면 스피커는 앰프라는 것을 거쳐서 전기에너지를 소리에너지로 변환시키게 되는데 소리를 크게 할려면 더 많은 전력을 소비해야 한다고 생각할수도 있습니다.
하지만 이는 앰프의 종류에 따라 그 특성(전력소비량)이 조금씩 다르며 동시에 스피커의 경우 1W정도의 전력으로 80dB정도(보통 크다고 느끼는 소리)의 소리를 구현하므로 그 소비전력의 크기는 미미하다고 볼수도 있습니다.
스피커에 대해 언급할 때에는 효율(effieciency)또는 민감(sensitivity)를 빼놓을 수 없습니다. 스피커의 효율은 스피커로부터 1m떨어진 거리에서 측정하며 단위는 [dB/m]으로 나타냅니다. 일반적인 가정용 스피커의 효율은 88[dB/m]정도며, 리스닝 룸의 크기는 평균적이라면, 앰프(증폭기)의 출력은 채널당 20[w]정도면 개인이 듣기엔 적합 합니다.
그러므로 소비전력의 증가는 스피커에 비하여 상대적으로 전력소비가 큰 앰프의 전력이 얼마만큼 증가하는 가로 판단해야 합니다.
증폭기 출력에 대하여 조금 구체적으로 고찰하면,
스피커의 파워앰프는 크게 A급 앰프, B급 앰프, AB급 앰프,C와 D급 앰프로 나누게 되는데 이와같은 구분은 트랜지스터로 구성된 출력단 회로에 대한 구분이라 할 수 있습니다.
간단하게, A급 증폭기는 음질이 가장 우수하지만 가격이 가장 비싸며 전력을 가장 많이 소모하지만 가장 깨끗한 출력을 낼수 있습니다. AB급 증폭기는 상업용 제품에서 대부분을 차지하고 있으며 음질도 A급 증폭기만큼 우수하며 전력소모가 적고, 열의 발생이 적으며 값이 쌉니다.
반면 D급 증폭기는 베이스 키타 앰프나 서브우퍼 앰프같은 특수한 목적으로만 사용하며 D급 증폭기는 AB급 증폭기보다 더 효율적이지만 10kHz이하에만 사용할 수 있습니다.[B급과 C급 증폭기는 오디오 용으로 사용하지 않습니다.]
A급 증폭기의 가장 큰 결점은 효율이 가장 낮다는데 있습니다. 50[w] A급 증폭기라면 엄청나게 큰 증폭기이며, 이는 전기를 많이 쓰고 앰프 자체의 열이 많이 발생하게 됩니다. 그러므로 hi-end 오디오 용으로 A급 증폭기는 약 10[%]정도를 차지하는 반면 중저가형 오디오 시장에서는 A급 증폭기를 찾기 힘듭니다.
B급 증폭기는 바이어스 전류가 없으므로 신호가 출력되지 않을 때 전력소모는 0 이됩니다 A급 증폭기가 효율성에 큰 문제를 가지고 있는데 비해 B급 증폭기는 효율이 매우 좋다는 이야기 입니다. 그러나 B급 증폭기는 작은 신호에서 왜곡이 크게 일어난다는 큰 결점이 있습니다. 이 왜곡은 큰 신호일 경우라도 무시할 수 없습니다. 이 왜곡을 cross-over 왜곡이라 하는데 이런 결점때문에 순수B급 증폭기는 현재 오디오 용으로 나오지 않고 있습니다.
AB급 증폭기는 두개의 트랜지스터로 동작하는 점이 B급 증폭기와 거의 같지만 입력이 없을때에도 미소한 바이어스 전류가 흐르는 점이 B급과 다릅니다. 무입력 바이어스 전류가 증폭기의 효율을 약간 떨어뜨리지만 크로스오버 왜곡을 거의 완전히 보정해 준다는 장점이 있는 것 입니다. 이런 증폭기를 A급이나 B급으로 부르지 않고 AB급이라 부르는 것은 작은 출력에서는(무신호 바이어스 전류와 같은 출력) A급증폭기처럼 동작하고 큰 출력에서는 B급 증폭기처럼 동작하기 때문입니다. 이런 이유로 상업용 앰프는 대부분 AB급입니다.
다른종류의 좋은 앰프들은 위에 언급한 범주에 속하지 않은 변종들이 있습니다. 예를들면 어떤 A급 증폭기는 2개의 트랜지스터로 동작하지만 두개의 트랜지스터가 항상 켜져있지 않은 경우가 있습니다. 이런 방법을 hi-end기종에 채택한 대표적인 것이 Threshold사의 Stasis기술입니다. D급 증폭기는 펄스 폭 변조(Pulse-Width Modulation)방식을 사용하며, B급 증폭기보다 효율이 더 높습니다.
D급 증폭기는 트랜지스터를 스위칭 모드로만 동작시키기 때문에 최소의 전력 손실만 있게 됩니다. D급 증폭기는 효율면에서는 가장 뛰어날 지 모르나 다른 관점에서 심각한 단점을 가지고 있다. PWM방식을 사용하기 때문에 트랜지스터의 스위칭 노이즈를 제거하기 위해 저역통과필터를 거쳐야 한다는 점입니다. 이 필터는 위상 이동과 왜곡을 가져오고 저역통과필터는 고역을 감쇠시키기 때문에 고음이 좋은 D급 증폭기는 발견하기 힘들다는 것입니다. 그러므로 D급 증폭기의 가장 좋은 응용 범위는 서브 우퍼를 증폭하는 용도정도 입니다. 매우 뛰어난 전역(full range)증폭기를 구현하기 위해서는 스위칭 주파수가 40kHz이상이 되어야 하고 우수한 저역통과필터를 채택하여야 합니다.
설명이 장황했는데 사용하는 스피커에 연결하는 앰프의 종류에 따라 그 평균 전력소모는 큰 차이가 있다는 이야기 입니다. 또한 앰프의 구성디바이스가 진공관, 트랜지스터, MOSFET, JFET, IGBT(Isolate Gate Bipolar junction Transistor)등으로 다양하므로 앰프의 구성소자에따라서도 소비전력의 차이가 발생합니다. 이 경우 볼륨을 높이는 경우에 증가하는 소비전력이 평균소비전력에 비하여 얼마나 큰가가 중요한데,
복잡하게 생각하실 필요는 없고 단지 스피커의 소리를 높이는데 사용하는 전력(스피커전력+앰프의 전력)은 앰프의 전체 소비전력에 비하여 상대적으로 작으므로 거의 무시 가능하다고 생각 하셔도 될 것 같습니다.
상식적인 수준에서 답변을 드리는 것보다 한번쯤 고민을 하시라는 의미로 장황한 답변을 드렸습니다.
그 다음 펌프의 질문이 왜 나왔는지는 알 수 없으나 냉장고의 컴프레서의 경우와 비교하면 당연히 회전속도가 증가하면 전력소비량이 증가합니다.
전기저항(?)은 아마 냉장고 문을 연경우를 말씀하신는 것 같은데, 문단속 냉장고라는 이름에서도 알 수 있듯이 문을 자주 열면 전력소비가 증가하므로 문단속을 해야 합니다.
김영록
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안녕하세요? 관리자님 성실하고 바른 답변 감사드립니다.
우리 가정에서 사용하는 전기용품 중 소리를 크게 틀면 전기가 더 많이 드나요?
예를 들면 220볼트에서 펌프의 회선 속도의 차이에 따라 전기 저항 차이는요?
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안녕하십니까?
우선 질문하신 소리를 크게 트는 경우 전력 소모량이 증가하는가에 대한 답변은 보는 관점에 따라 그럴수도 있고 그렇지 않을 수도 있습니다.
상식적으로 생각하면 스피커는 앰프라는 것을 거쳐서 전기에너지를 소리에너지로 변환시키게 되는데 소리를 크게 할려면 더 많은 전력을 소비해야 한다고 생각할수도 있습니다.
하지만 이는 앰프의 종류에 따라 그 특성(전력소비량)이 조금씩 다르며 동시에 스피커의 경우 1W정도의 전력으로 80dB정도(보통 크다고 느끼는 소리)의 소리를 구현하므로 그 소비전력의 크기는 미미하다고 볼수도 있습니다.
스피커에 대해 언급할 때에는 효율(effieciency)또는 민감(sensitivity)를 빼놓을 수 없습니다. 스피커의 효율은 스피커로부터 1m떨어진 거리에서 측정하며 단위는 [dB/m]으로 나타냅니다. 일반적인 가정용 스피커의 효율은 88[dB/m]정도며, 리스닝 룸의 크기는 평균적이라면, 앰프(증폭기)의 출력은 채널당 20[w]정도면 개인이 듣기엔 적합 합니다.
그러므로 소비전력의 증가는 스피커에 비하여 상대적으로 전력소비가 큰 앰프의 전력이 얼마만큼 증가하는 가로 판단해야 합니다.
증폭기 출력에 대하여 조금 구체적으로 고찰하면,
스피커의 파워앰프는 크게 A급 앰프, B급 앰프, AB급 앰프,C와 D급 앰프로 나누게 되는데 이와같은 구분은 트랜지스터로 구성된 출력단 회로에 대한 구분이라 할 수 있습니다.
간단하게, A급 증폭기는 음질이 가장 우수하지만 가격이 가장 비싸며 전력을 가장 많이 소모하지만 가장 깨끗한 출력을 낼수 있습니다. AB급 증폭기는 상업용 제품에서 대부분을 차지하고 있으며 음질도 A급 증폭기만큼 우수하며 전력소모가 적고, 열의 발생이 적으며 값이 쌉니다.
반면 D급 증폭기는 베이스 키타 앰프나 서브우퍼 앰프같은 특수한 목적으로만 사용하며 D급 증폭기는 AB급 증폭기보다 더 효율적이지만 10kHz이하에만 사용할 수 있습니다.[B급과 C급 증폭기는 오디오 용으로 사용하지 않습니다.]
A급 증폭기의 가장 큰 결점은 효율이 가장 낮다는데 있습니다. 50[w] A급 증폭기라면 엄청나게 큰 증폭기이며, 이는 전기를 많이 쓰고 앰프 자체의 열이 많이 발생하게 됩니다. 그러므로 hi-end 오디오 용으로 A급 증폭기는 약 10[%]정도를 차지하는 반면 중저가형 오디오 시장에서는 A급 증폭기를 찾기 힘듭니다.
B급 증폭기는 바이어스 전류가 없으므로 신호가 출력되지 않을 때 전력소모는 0 이됩니다 A급 증폭기가 효율성에 큰 문제를 가지고 있는데 비해 B급 증폭기는 효율이 매우 좋다는 이야기 입니다. 그러나 B급 증폭기는 작은 신호에서 왜곡이 크게 일어난다는 큰 결점이 있습니다. 이 왜곡은 큰 신호일 경우라도 무시할 수 없습니다. 이 왜곡을 cross-over 왜곡이라 하는데 이런 결점때문에 순수B급 증폭기는 현재 오디오 용으로 나오지 않고 있습니다.
AB급 증폭기는 두개의 트랜지스터로 동작하는 점이 B급 증폭기와 거의 같지만 입력이 없을때에도 미소한 바이어스 전류가 흐르는 점이 B급과 다릅니다. 무입력 바이어스 전류가 증폭기의 효율을 약간 떨어뜨리지만 크로스오버 왜곡을 거의 완전히 보정해 준다는 장점이 있는 것 입니다. 이런 증폭기를 A급이나 B급으로 부르지 않고 AB급이라 부르는 것은 작은 출력에서는(무신호 바이어스 전류와 같은 출력) A급증폭기처럼 동작하고 큰 출력에서는 B급 증폭기처럼 동작하기 때문입니다. 이런 이유로 상업용 앰프는 대부분 AB급입니다.
다른종류의 좋은 앰프들은 위에 언급한 범주에 속하지 않은 변종들이 있습니다. 예를들면 어떤 A급 증폭기는 2개의 트랜지스터로 동작하지만 두개의 트랜지스터가 항상 켜져있지 않은 경우가 있습니다. 이런 방법을 hi-end기종에 채택한 대표적인 것이 Threshold사의 Stasis기술입니다. D급 증폭기는 펄스 폭 변조(Pulse-Width Modulation)방식을 사용하며, B급 증폭기보다 효율이 더 높습니다.
D급 증폭기는 트랜지스터를 스위칭 모드로만 동작시키기 때문에 최소의 전력 손실만 있게 됩니다. D급 증폭기는 효율면에서는 가장 뛰어날 지 모르나 다른 관점에서 심각한 단점을 가지고 있다. PWM방식을 사용하기 때문에 트랜지스터의 스위칭 노이즈를 제거하기 위해 저역통과필터를 거쳐야 한다는 점입니다. 이 필터는 위상 이동과 왜곡을 가져오고 저역통과필터는 고역을 감쇠시키기 때문에 고음이 좋은 D급 증폭기는 발견하기 힘들다는 것입니다. 그러므로 D급 증폭기의 가장 좋은 응용 범위는 서브 우퍼를 증폭하는 용도정도 입니다. 매우 뛰어난 전역(full range)증폭기를 구현하기 위해서는 스위칭 주파수가 40kHz이상이 되어야 하고 우수한 저역통과필터를 채택하여야 합니다.
설명이 장황했는데 사용하는 스피커에 연결하는 앰프의 종류에 따라 그 평균 전력소모는 큰 차이가 있다는 이야기 입니다. 또한 앰프의 구성디바이스가 진공관, 트랜지스터, MOSFET, JFET, IGBT(Isolate Gate Bipolar junction Transistor)등으로 다양하므로 앰프의 구성소자에따라서도 소비전력의 차이가 발생합니다. 이 경우 볼륨을 높이는 경우에 증가하는 소비전력이 평균소비전력에 비하여 얼마나 큰가가 중요한데,
복잡하게 생각하실 필요는 없고 단지 스피커의 소리를 높이는데 사용하는 전력(스피커전력+앰프의 전력)은 앰프의 전체 소비전력에 비하여 상대적으로 작으므로 거의 무시 가능하다고 생각 하셔도 될 것 같습니다.
상식적인 수준에서 답변을 드리는 것보다 한번쯤 고민을 하시라는 의미로 장황한 답변을 드렸습니다.
그 다음 펌프의 질문이 왜 나왔는지는 알 수 없으나 냉장고의 컴프레서의 경우와 비교하면 당연히 회전속도가 증가하면 전력소비량이 증가합니다.
전기저항(?)은 아마 냉장고 문을 연경우를 말씀하신는 것 같은데, 문단속 냉장고라는 이름에서도 알 수 있듯이 문을 자주 열면 전력소비가 증가하므로 문단속을 해야 합니다.
답변이 되었으면 합니다.
감사합니다.