220V 的大陸與歐洲電器如何用在110V電源

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220V 的大陸與歐洲電器如何用在110V電源

很多人買了 220V 的電器想在台灣用,但偏偏台灣的電壓是110V,這該怎麼辦好呢? 這當然就是要改電源了,後面段落我會告訴各位有哪些改法。

 

基本上在對岸的淘寶、或是自行從歐洲國家買電器來用,都是220V/50Hz 的電壓與頻率,在台灣的110V/60Hz環境下使用可能會有問題,所以購買之前最好能先想清楚,萬一需要改電源,自己是否能承受這樣的工程,畢竟每種電器的解決方式與考量點都不同,千萬不要衝動購物然後才發現事後工程浩大。

使用 220V 變壓器

一般台灣家用的插座都是110V,若要使用220V電器 ,其中一個方法就是加裝變壓器Transformer,如下圖的200W小型變壓器在五金行或電子材料行就有賣,簡單又方便。

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110V與 220V 互轉的變壓器

一般攜帶型的變壓器選擇的依據就是瓦數(W),務必選擇比電器的瓦數大的變壓器才能支應電器的功率消耗,瓦數不夠會讓電器無法正常動作。如果你要看電器的消耗功率Watt是多少的話,它通常會標示在機身的電源附近。

 

如下圖的電腦螢幕,它是全電壓100V~240V都支援,但是電流只寫了一個1.5A,這是指最大電流,就是指100V可能出現的最大電流,因為100V的電流會比240V之下的大。所以這台螢幕的最大瓦數就以100V乘以1.5A來計算,得到150W,如果你實際測量通常都不會到這個瓦數,因為那是指全載Full loading之下運轉的結果。

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電腦螢幕的電流標示

市售的變壓器電路構造很簡單,就如下圖一般,中間兩摃表示鐵蕊,左右兩邊有線圈繞在鐵蕊上,雖然單從符號上看不出來繞鐵蕊。變壓器的電壓與匝數成正比,因此右邊C、D間的匝數是A、B間的2倍,所以C、D的電壓就會是A、B的2倍,也就是220V。

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電腦螢幕的電流標示

左方110V的輸入端稱為一次側Primary side,右方 220V 的輸出端稱為二次側Secondary side,M是中間抽頭,M如果接地的話,C與D對於M來說就會是彼此反相的110V,而C、D之間仍是220V。 一般攜帶型的變壓器通常沒有做中間抽頭,零件型的變壓器通常會做中間抽頭。

 

加裝這種小型的變壓器,好處就是方便攜帶,帶到哪用到哪,機動性高。而缺點就是它畢竟還是有體積,方方正正的鐵塊,很難隱藏。例如牆壁插座內的接線盒空間絕對不夠大,變壓器放不下,因為家用的電箱空間通常都以原始設計來規劃,也沒有多的空間放變壓器。總之你怎麼做都會看到這顆變壓器,畢竟一般民宅內當初本來就沒有安排安裝變壓器的地方。

 

如果你說老子有錢,住的是透天厝,有的是空間,直接裝一個大容量的變壓器在電箱附近行不行? 當然行,有錢好辦事,只不過變壓器放在電箱外面,類似長一顆瘤一定會很醜,只要你能接受沒甚麼不可以。

 

再來一個缺點是變壓器有損耗的問題,基本上任何能源轉換的裝置都會有這個問題,能源不可能100%轉換,也就是變壓器會吃掉一些電力,就算 220V 那端沒插東西也會耗電。一般戶外變壓器的耗損都是台電吸收,但若變壓器放家裡,那耗損就變成自己吸收,講白話一點就是帳單數字會變多,所以接下來介紹不需要變壓器的方法。

兩條火線湊 220V

有另一種方法可以不需要變壓器就能得到 220V ,就是用兩個反相的110V來當作電源,如下圖,由於瞬間電壓一正一負,因此會得到220V的電壓差,一般家庭的冷氣T型插頭就是用這種方法得到。

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使用兩條反相的火線得到 220V

大家一定會問,既然有這種簡便的方法,我幹嘛不一開始就寫? 這真是個好問題,因為變壓器的方案最快容易達成目的,所以我先寫。但如果要長期使用,又不想要損耗浪費銀子,你可能要找專業水電人員來幫你把插座的火線(110V與中性線0V)改成兩條都是火線+110V與-110V(正負號只表示反相,RMS都是正數),這樣才能湊出220V來用。

變壓器接地

那變壓器的 220V 輸出有沒有接地會差在哪裡? 現在安全至上,很多人會問這個問題,這要分兩部分來說,第一功能性,第二安全性。以功能來說,無論變壓器輸出端有沒有接地,都不會影響負載的功能,因為輸出的電位差是固定的,負載端只要有電壓電流可以用,99%以上的負載就會正常動作,例如烤麵包、洗衣服;另外那1%可能會是某些精密儀器,它們對接地與否很敏感,不在此篇討論之列。

 

下圖是變壓器的三種不同接地方式,不管地怎麼接,它的輸出永遠是一組彼此相差220V的電壓,如下圖紅字所示。

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變壓器 220V 的各種接地形式

CASE A 都不接地

以安全性來說,變壓器的220V輸出都不要接地最安全,也就是上圖的Case A,你一定覺得我在亂講,因為我以前寫過這篇避免觸電-接地要短路-人體要絕緣-那種才對?,用來告訴你金屬外殼要接地才好,怎麼現又說不接地最安全? 因為那篇講的是金屬外殼,那是屬於設備接地,那無論如何是一定要做的,而現在要講的是系統接地做與不做的問題。

 

如果二次側的220V都沒有接地,也就是上圖Case A的狀況,那麼除非你故意去觸摸燈座的中心點與外圈金屬,否則觸碰二次側的單一電源線是不會觸電的,因為二次側整個電流迴路都是浮接,所以是安全的。

 

你可能會想,那如果不接地這麼安全,台電幹嘛不把整個電力系統都不要接地? 這樣全台灣人都很安全啦。電力系統開發的早期確實是這麼做的,但是整個系統浮接的結果就是容易累積靜電,何時會放電? 與在哪裡放電? 完全無法預測,容易四處引起火災,因此後來才改用接地系統,細節我寫在這篇接地-系統接地與設備接地-避免工安意外。但是我們這裡的變壓器應用,體積小線路短,不會產生過多的靜電,所以Case A是可以用的。

CASE B 中間接地

再來看變壓器中間抽頭接地的Case B,一般市售的變壓器通常只有零件型的才有做抽頭,我就順便提出來討論。二次側的中間接地之後,輸出的上下兩端形成反相的110V,也就是說輸入電器的兩條電源線都是火線,你會得到220V。

 

但一般電器的電源開關通常只切一邊,如此一來另一邊的火線仍然是110V,意外就會在你以為斷電的情況之下發生。如下圖,因為原本外圈應該要是中性線0V的,現在變成反相的火線,不小心就會電到,雖然電器還是會運作,但觸電的風險是高的。

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燈座外圈若是 110V 就容易電人

CASE C 其中一端輸出接地

再來就是把二次側其中一端接地,形成一邊220V的火線,另一邊0V中性線的情況,這種接法是最標準的接法,只要把電源開關安裝在火線,就可以確實的達成不會觸電的環境,除非你把開關裝錯放在中性線,那才會電人。

該怎麼安裝 220V 電器

如果你非得改電源不可的話,以下是我的建議

 

若220V電器數量不多,請使用110V轉220V變壓器,因為我不是很贊成改插座,除了要考慮其他使用者的習慣之外,將來房屋轉手時也要考慮買家的想法。


若是電燈、洗衣機等需要額外拉線的電器,就用原本電箱內就有的兩條反相火線電源來湊,當然這需要改電箱,請找專業水電來處理。

 

若220V的電器很多,讓你興起需要改插座的念頭,請務必把插座形式改成不同的形式或顏色,免得讓不知情的使用者遭殃。

 

220V通常使用50Hz頻率,若你的電器絕對要求50Hz的話,你就得安裝變頻器把110V/60Hz變成220V/50Hz,因為變壓器只能變壓不能變頻率,講得現實一點,就是你要投資的成本更高了,這個也是要專業的水電才能處理,變頻器不是每個人都會的。

 

剛剛我提到一件事情就是頻率,台灣的110V交流電頻率是60Hz,而大部分的220V交流電頻率是50Hz,這會有甚麼問題呢? 如果以同電壓來說,當你把50HZ感應馬達接上60Hz電源的時候它會轉得比較快,因為交流感應馬達天生的轉速是跟著電源頻率跑的。但若以同頻率來說,220V的感應馬達使用110V的電壓,它會比較沒力,因為轉矩和電壓平方成正比。

 

綜合起來220V/50Hz的感應馬達若使用110V/60Hz的電源,如果轉得起來的話,理論上它會變得比較慢而且又沒力。由於使用的電源不是原本的設計,馬達等於運轉在原本的設計規格之外,這樣有可能會影響產品壽命,這要看電路設計。但通常高電壓電器接低電壓來使用通常還好,反之低電壓電器接高電壓就真的很容易故障。

 

再來就是我剛提的,如果你一定要改成220V,那一定要弄個像下圖如此顯眼的顏色,否則110V電器插到220V的下場通常不是太好。

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220V的紅色插座

日本100V的電器

日本電器遠近馳名,唯一的缺點就是它是使用100V,跟台灣的110V很接近,所以很多人就插了直接用,也確實可以用,但那是遊走在規格邊緣,就像繃到底的橡皮筋一樣,電壓稍微再高一些可能就會損壞電器。因為一般的電器電壓誤差範圍大都抓10%,所以100V的日本電氣,照理可以耐到110V,所以台灣的110V剛好可以用。但規格寫10%通常實際會做稍微高一些,例如12%、15%,所以實際可能到115V,所以我才說這是遊走在規格邊緣,只要台電稍微多個幾伏特,你那嬌貴的日本電氣可能就掛了,所以還是配個100V降壓器比較好。

三思而後行

其實我真心建議買電器就盡量買110V或是全電壓110V~220V 都能用的就好了,這樣就不用再操心電源的問題。除非你真的非買它不可,那就只能改電源了。聽說最近的建案都有附上220V的H型插座,那很好就不用改插座了。

 

如果你的客觀條件只有110V可以用,我還是認為乖乖買110V的電器就好了,因為電源改裝一次可能還好,當你次數多了之後,就要考慮是否家裡真的要弄另一組220V迴路,這時要考慮的東西又不同了,並不是”改一改”就好了,所以大家購買220V電器之前請多三思。

 

本文/圖經授權轉載自 實作派電子實驗室  (原文標題:觸電-漏電-如何發生與預防)

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