發動汽車的時候，燈光會有 暗一下 的現象，車內音響的背光面板也會暗了一下；同樣的現象也會發生在工廠，大型機具啟動時，周遭的日光燈也會同時 暗一下 ，這到底是為何? 今天就來討論一下機電裝置啟動瞬間特有的怪現象。
湧浪電流 Inrush Current
其實機電裝置啟動時所產生的怪現象，是源自於啟動時的瞬間大電流，稱為湧浪電流Inrush Current，至於產生的原因我後面會講到，但我想要先從日常經驗說起。
各位可以回想一下使用飲水機的經驗，當按出的水柱第一次碰到半滿的水時，水面是不是都會有水花濺起? 這些濺起的水花跳得又高又遠，但存在時間很短，在機電領域的這種現象就稱為湧浪電流Inrush Current，而且是特別針對第一次上電來定義。
接著當水流持續注入水杯時，水面與水流的接觸面非常的穩定，看起來就像一支透明的吸管插在水面上，水面也幾乎沒有漣漪，這就是穩定狀態，在科學上稱為穩態Steady State。
但當水流即將結束時，最後一道水柱的末端沒入水面的瞬間，又會再次濺起水花，以電子電路來說，電源斷開Open之後，就不會再有電流了，雖然斷電瞬間沒有電流了，但是卻有可能產生很高的電壓，因此斷電時會在開關的接點處產生火花。
其實說穿了就是自然界是一個連續的世界，它需要循序漸進，就算是0與1的數位電路，它的實體仍然是類比電路，並不會在某個時間點上，突然從0V就跳躍成5V，它中間一定會經過0.1V、0.2V之類的電壓，差別只有時間快慢而已。如果電壓很快的從0V衝到5V的電路，一定會有衝過頭的問題，所以你會看到有人討論Overshoot現象，甚至會伴隨有震盪現象Ringing。而針對電路第一次上電時所發生的大電流現象，就稱為Inrush Current。
至於剛才我講電壓是連續的這件事情，我只就宏觀的角度來看它是連續的，如果要探究到更細進入量子領域，可能會有不同看法，這部分我不是專家就先擱著了。
為何電燈會 暗一下
馬達或變壓器在運轉啟動的瞬間所產生的湧浪電流，如下圖的綠色箭頭所示。雖然這個湧浪電流並沒有流經隔壁並聯的燈泡，但由於電流實在太大，這會讓我們不得不考慮銅線的電阻，因為以往我們都不考慮銅線的電阻，完全把銅線電阻當作是0，但現在不行了，因為電流太大。
假設湧浪電流是100A，銅線的電阻為0.1 ohm，雖然這種小小小電阻平常你感覺不到它的存在，但只要電流變大，它就會產生壓降，以我們的例子來說100A就會產生V=100*0.1=10V的壓降，如果電源接點有髒汙接觸不良，壓降又更大了。所以隔壁A點的電燈，就會在馬達啟動的瞬間短少了10V，表現出來的症狀就是會 暗一下。
人是習慣的動物，恆亮或恆暗的燈泡你一定都沒感覺，但只要在同一個時間點交替出現這兩個亮暗的狀態，你馬上就會感覺不太舒服，甚至會感到害怕。其實對燈泡來說，它只是那一瞬間電壓變少而已，並不會怎樣。
對於馬達本身與它的供電線路來說，你則要考慮線路的電流容量是否能承載瞬間的湧浪電流，只要在那零點幾秒的時間之內，電線不會發燙甚至融掉，基本上都還好，電線如果會融掉就表示你的電線變成保險絲了，這很危險。
我猜應該有人會問，那能不能從根本著手，在設計上就直接消除馬達的湧浪電流? 答案是不行，任何馬達一定都有湧浪電流存在，這是一種自然現象，你只能在使用上盡量減少湧浪電流，但無法完全消除它。
湧浪電流 的產生
湧浪電流的產生有兩種，第一種是線圈類的裝置，例如馬達、變壓器；第二種是電容類的裝置，也就是負載的電容，通常這種電容會安裝在電源輸入端，我接下來將分幾段來敘述。
馬達
馬達是靠著電磁感應來帶動轉軸的裝置，當馬達穩定旋轉的時候，內部的轉子會產生感應電流，同時也會因旋轉而切割磁場，因此線圈會產生一個反向感應電動勢Back EMF，這個反向電動勢會抵抗輸入的電壓。或是你也可以想像馬達在旋轉時本身也像一台發電一般，會產生電壓電流與外界反抗。所以馬達的線圈在穩定運轉時所接受的電壓，其實比實際輸入的電壓要低，所以電流也會比較低，這個電流稱為穩態電流，如下圖電流方均根為427.8mA，電流峰值達約為1.414倍，也就是605mA，等會你會看到實際的湧浪電流，就可以比較。
但是當馬達剛開始上電時，轉子是靜止的，處於正要啟動的時刻，在這個時刻轉子沒有旋轉，也就沒有切割磁場的現象，當然也沒有反向電動勢，因此馬達的線圈在此時所接受的電壓，就會等於實際輸入的電壓，此時的電流會高於穩定運轉時的電流，可能5倍甚至更高，一但馬達開始運轉，就會如前一段的說明，電流受到Back EMF阻擋便會開始下降。
而剛上電時的那個大電流，便稱為湧浪電流 Inrush Current，意思就是只有上電那一瞬間會產生的大電流。下圖就是我實際測量電風扇馬達上電瞬間的湧浪電流，約有1.856A，你可以在最左邊看到一個峰值電流。
變壓器
變壓器上電的那一瞬間，湧浪電流是否出現會視一次側的起始電壓而定， 如果一次側的電壓剛好是從弦波的0V開始爬升的話，鐵蕊會產生幾乎兩倍的磁通量，這會讓鐵蕊的磁通量趨近飽和，搭配上鐵蕊的磁滯曲線特性，便會迅速產生好幾倍的電流，這種突然很大的電流就稱為湧浪電流。
至於為何會有兩倍的磁通量，各位可以參考這兩篇文章Transformer Inrush Current以及Study on Power Transformer Inrush Current。下面是我直接做電路模擬的接線方式，直接模擬總是比較有感覺，我用一個電感來當作變壓器的一次側，電阻則是一次側線圈的寄生電阻。
下圖就是模擬的結果，如果電壓從0V開始爬升，經過變壓器一次側的電流會衝到最高，理論值會是2倍電流。我這套軟體沒辦法模擬非線性的磁滯曲線，所以用電感來代替，最厲害也只能模擬出大約2倍的電流。
以我這個電路來說，湧浪電流是77A，由於線圈有內阻於是電流峰值慢慢降為40A。如果電阻設為0，電流峰值會永遠是82A，大概就在80A上下，大約是40A的兩倍。
輸入電容
幾乎所有電源在輸入端都會並聯一個電容，若電容裡面的電荷是空的，那麼剛上電的瞬間，會有相當大的電流往電容裡面灌，這也是湧浪電流。
看如下的電路模擬結果，上電瞬間確實有很大的電流產生。你如果插LED燈泡來觀察的話就會看到這個現象，文章開頭的影片裡面就有拿LED燈泡來實際測量。
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Transformer Inrush Current
Study on Power Transformer Inrush Current
您好 可以請問 目前家中的電燈 會受到 機械車位 車梯的影響 ，遙控器在啟動戶外車梯時後 家中電燈就會瞬閃 請問可能是哪個電子原件有問題嗎，車梯屬於大電流設備 30馬力左右 有請台電來測電壓 啟動有電壓降狀況 謝謝
助教好：
想請教一些問題，我在電視台的發射站工作，在機房內有台10T的冷氣，每次室外機一起動，整間發射站內的電燈都會閃爍，不知道這種瞬間壓降會不會造成發射機的損耗較快，是否安裝了進相電容就能改善這個問題？進相電容需要配合功率因數調整器嗎？
發射機前端有安裝「真」在線式UPS，是否還需安裝電容較妥當？
我懂你的問題, 但我沒有實際處理過, 所以僅能嘴砲回答.
基本上我認為你不用擔心
1.
進相電容應該無法解決閃爍這個問題, 那是拿來調整市電的電壓電流之間的相位用的, 你會想用電容來處理, 應該是用了直流電的思維, 但市電是交流電, 可能不適用
2.
RF發射機的放大器我看過的都是直流驅動, 而且對於電源的雜訊程度非常要求, 所以發射機裡面的電源供應器通常都有很強的整流作用, 輸出的直流電壓不至於變化太大, 所以不用太擔心, 反而是雷擊或大樓斷電復電的瞬間才需要擔心
3.
on line UPS可以減少這個情況發生因為裡面有兩個轉換器, 一個是AC-DC, 另一個是DC-AC, 每一個環節都會有穩壓的電路, 越到後面影響的程度就越低
發射機接在UPS上的話, 應該是可以不用擔心
4.
機房的LED燈會閃爍, 純粹是因為LED顆粒在燈泡內是串聯, 而LED顆粒是電流驅動, 而非電壓驅動, 而且因為體積與成本的關係, 它的驅動電路並不是直接用DC, 而是用很高頻的AC來驅動, 所以LED燈其實是會高速閃爍的, 由於LED是電流驅動, 只要電流被室外機吃掉一部份, LED馬上就能反映在亮度上, 所以會被你看見
請問一下
有Zero cross功能的SSR照理說不是在交流電為0V時導通
為什麼控制電阻負載時，也還是會閃一下
我猜你說的負載是加熱棒，這是我唯一能想得到的大電流電阻性負載
但可惜我沒用過, 所以以下回答純屬嘴砲推測
雖然加熱絲本身是電阻性大於電感性(只要有長度,導線本身都會有電感存在)，但在加熱棒內為了增加發熱量，加熱絲通常會以圈繞的方式製作，因此會形成電感，只要大電流通過，Inrush就會很明顯。