I cavi d'alimentazione: principi di funzionamento

Non mi spezzo ma mi s-piego: cavi d'alimentazione

Ho spesso avuto la sensazione che vi sia una tendenza diffusa, nella stampa specializzata ed in ambienti persino più seri (mondo della ricerca), ad un atteggiamento del tipo:
Mi spezzo ma non mi s-piego

In altre parole capita spesso di leggere certi articoli dove si ha il sospetto che l'Autore -deliberatamente- cerca di lasciare il lettore nel dubbio o nell'ignoranza.
Vi parlano dell'esistenza di famose ricette per preparare in casa liquidi per la pulizia del vinile e poi non vi dicono quali sono. Voi, leggendo che sono famose, vi sentite doppiamente presi in giro e credete di essere gli unici ignoranti in circolazione. Proprio a tal proposito guardatevi le mie umili proposte.
Ancora, vi liquidano in poche righe dicendo che per ragioni tecniche complicate e lunghe da spiegare preferiscono non entrare nell'argomento.
Certo, spesso e' vero che alcuni argomenti di elettronica o di acustica sono ostici, richiedono formule e conoscenze preliminari profonde.
Tuttavia non e' sempre così, fortunatamente, ed anche tentare di fornire alcune idee può aiutare la gente a capire, senza fare la figura dei professori che entrano in aula, voltano le spalle agli studenti e riempiono lavagne di formule.
Ora, io non ho certo la pretesa, la presunzione ne' le capacità per arrogarmi il diritto di fornire tutte le spiegazioni possibili sui segreti dell'HiFi, però rischio e ci provo.
Ecco il perchè di quest'articolo, che vuole essere il primo di una -spero fortunata- serie intitolati, per l'appunto: non mi spezzo ma mi s-piego. Fine della premessa.

Mentre ormai pare non ci siano più dubbi sull'importanza di utilizzare cavi di segnale e di potenza di adeguata qualità molte perplessità resistono nei confronti dei cavi di alimentazione speciali.
La domanda che gli appassionati si pongono frequentemente e':

Che influenza possono avere due metri di cavo speciale quando tutta la linea elettrica precedente alla presa e' costituita da cavetti di qualità pessima ?

La domanda e' lecita e le risposte sono tante. Vedremo di analizzare con semplicità alcuni aspetti del problema, lasciando le disquisizioni più tecniche a chi e' più esperto in materia.

Immunità dai disturbi elettromagnetici

L'osservazione principale da fare e' la seguente:
ogni apparecchio HiFi si comporta come un'antenna allo stesso tempo trasmittente e ricevente.
Ogni apparecchio durante il suo funzionamento crea un campo elettromagnetico intorno a se' (da cui la fortuna dei *mattoni magici*) ed inietta nelle rete elettrica una serie di disturbi di varia entità che vanno ad inquinare la già disastrosa situazione preesistente.
Gli apparecchi digitali da questo punto di vista sono ancora più dannosi in quanto fonte di radiazioni generate dai raggi laser del sistema di lettura.
I diffusori poi, coi potenti campi magnetici generati dagli altoparlanti, sono persino in grado di deflettere il percorso degli elettroni all'interno di un tubo catodico (TV) causando le tristemente note macchie di colore sullo schermo.
Questi fattori vanno poi a sommarsi ad altre possibili forme di inquinamento contro le quali non possiamo pressochè difenderci: onde radio, disturbi prodotti da elettrodomestici o da grossi impianti elettrici nei pressi della nostra abitazione etc.
Capirete che le condizioni ambientali, da questo punto di vista, sono quindi piuttosto critiche.
D'altra parte ogni apparecchio HiFi si comporta come antenna ricevente e capta tutti i possibili disturbi presenti nell'ambiente.
Tanto per spiegarci meglio, basti pensare a quanto sono sensibili i circuiti di preamplificazione (specie quelli phono), essendo in grado di captare e inviare in riproduzione le trasmissioni di una vicina (e mal regolamentata) emittente radio. Oppure a quanti ronzii riusciamo ad innescare semplicemente avvicinando un cavo di segnale o d'alimentazione ad un grosso trasformatore.
Le antenne riceventi di un apparecchio HiFi possono essere quindi più d'una ed i cavi d'alimentazione ne sono un esempio evidente.

Occorre dunque correre ai ripari e, mentre sui cavi di segnale le schermature anti-interferenza sono sempre esistite, poco si e' fatto su cavi di alimentazione e di potenza.
Primo prerequisito fondamentale che un buon cavo d'alimentazione deve avere e' l'essere schermato ovvero disporre di una calza in materiale conduttivo (rame, ad es.) dentro la quale far passare i conduttori.
Questo semplice accorgimento ha ovviamente una duplice funzione: quella di proteggere dalle interferenze, limitando di fatto il potere ricevente e quella di evitare che le interferenze proprie dell'apparecchio vadano a trasmettersi all'esterno.
Spesso la calza in rame e' collegata al conduttore di terra (il giallo-verde) ma solo dal lato presa e mai dal lato apparecchio. Questo proprio per scaricare sulla terra dell'impianto di casa tutta l'immondezza captata lungo il cavo.
Tuttavia non tutti gli impianti elettrici sono identici ed i casi che si possono presentare sono innumerevoli: ad esempio, se nell'impianto di casa non e' presente la messa a terra, come dovrebbe essere per semplici questioni di sicurezza, potrebbe non essere necessario collegare la calza col conduttore di terra: a volte si ottiene un risultato migliore.
Inoltre non tutte le calze sono uguali ed hanno la stessa efficacia:
questo spiega perchè due cavi schermati commerciali, di pari sezione e materiali ma con calze diverse suonano in modo completamente diverso.
A mio modesto parere, per le esperienze fatte, una buona calza deve essere piuttosto spessa ed a trama fitta. Questo particolare costruttivo ci porta anche altri benefici che vedremo nel paragrafo successivo.

Non e' sufficiente avere dei cavi d'alimentazione schermati per essere al sicuro.
Un po' di prevenzione non può che essere benefica in questi casi:
per esempio e' di fondamentale importanza che cavi d'alimentazione, cavi di potenza e di segnale si incontrino il meno possibile, evitando con cura intrecci e matasse di conduttori elettrici che favorirebbero il trasmettersi delle interferenze reciproche.
Quindi non solo sarebbe opportuno che ogni apparecchio della catena audio fosse dotato di cavo d'alimentazione schermato ma occorre prestare attenzione a non creare spire che funzionino da antenne riceventi.

Possiamo a questo punto cominciare a rispondere alla domanda iniziale.
Da quanto detto sinora dovrebbe essere quindi chiaro che il tratto di cavo d'alimentazione che va dall'apparecchio alla presa a muro ha un ruolo fondamentale in quanto e' quello più esposto ai campi elettromagnetici generati da tutti gli apparecchi presenti in un impianto HiFi.
Ciò che succede oltre la presa e', ovviamente, importantissimo ma non solo non possiamo farci nulla, a meno di non voler ricablare tutto l'impianto elettrico di casa con criteri audiophile, ma più ci allontaniamo dalle sorgenti di interferenza (leggi apparecchi) e meno e' nefasta la loro influenza sui cavi di alimentazione.
Altra osservazione, completamente banale se vogliamo, e' la seguente:
se già due metri di cavo d'alimentazione speciale fanno sentire così evidenti benefici immaginate come potrebbe suonare un sistema HiFi collegato ad un impianto elettrico tutto costruito secondo i criteri esposti.

Immunità dai disturbi di tipo microfonico e meccanico

Questo e' un aspetto ingiustamente trascurato e che sicuramente fa sorridere gli audiofili meno esperti ma che sta dimostrando tutta la sua importanza nella corretta progettazione di un cavo d'alimentazione.
Spieghiamo brevemente di cosa si tratta:
le onde sonore prodotte da un impianto HiFi sono vibrazioni meccaniche che si trasmettono attraverso ogni tipo di materiale. Queste vibrazioni possono rientrare all'interno dell'impianto causando un fenomeno chiamato acoustic feedback.
In pratica l'impianto amplifica nuovamente il segnale che ha appena riprodotto attraverso i diffusori.
Gli apparecchi più sensibili a questo genere di problema sono le sorgenti, giradischi e lettori CD ed alcuni tipi di valvole, specie quelle utilizzate nei circuiti di preamplificazione.
Recentemente diversi progettisti hanno focalizzato la loro attenzione su fenomeni analoghi nei cavi, di segnale, di potenza e di alimentazione.
Sono nati così degli appositi smorzatori di vibrazioni per cavi e si e' diffusa la moda di riempire di sostanze smorzanti i connettori (a questo proposito vedasi articolo Sostanze miracolose: il blue-tac su questa stessa rubrica).
Oltre a questi accorgimenti che tentano di risolvere il problema a posteriori molto si può fare in sede di progetto di un cavo.
Cercare di bloccare il più possibile le risonanze all'interno del cavo utilizzando tecniche di costruzione ad hoc, tipo l'uso di calze schermanti estremamente fitte e rigide aiuta a minimizzare questi fenomeni. Chiaramente viene meno la flessibilità ma questo e' un problema marginale quando si tratta di cavi d'alimentazione.
Una ulteriore calza di dielettrico ed una guaina rigida possono essere di grande aiuto.

Altre soluzioni più esoteriche fanno uso di geometrie particolari nella disposizione degli strands (vedasi l'Inter.Vista a Cardas) o di materiali smorzanti all'interno del cavo stesso.
Dal nostro punto di vista terreno da autocostruttori (?) da quattro soldi possiamo solo sperare di reperire dei cavi d'alimentazione per uso industriale schermati e robusti. Fortunatamente tali cavi esistono, costano poco e si trovano ovunque (vedasi Merlino).
Ovviamente possiamo applicare a tali cavi commeciali tutta una serie di accorgimenti atti a minimizzare ulteriormente l'insorgere di vibrazioni:
ho allo studio una versione MK 2 del nostro Merlino. Alcuni trucchi li ho già accennati ma su altri lasciatemi mantenere un religioso segreto almeno sino a quando non li avrò messi in pratica tutti.

Osserviamo inoltre che il problema della microfonicità contribuisce a fornire un'altra parziale risposta all'interrogativo iniziale:
e' chiaro infatti che il tratto di cavo più soggetto a questo genere di interazioni e' proprio quello più vicino all'impianto ossia quello spezzone di filo brutto e nero, apparentemente insignificante, che chiamiamo cavo d'alimentazione.

Il problema delle vibrazioni e' tuttavia più complicato di quanto non appaia da questa breve ed elementare trattazione: lo stesso passaggio della corrente alternata all'interno di un cavo d'alimentazione e le variazioni repentine della tensione e della richiesta di corrente da parte del programma musicale esercitano delle azioni meccaniche sui conduttori di tutt'altro che trascurabile entità.
George Cardas arriva a sostenere che ogni singolo strand in un cavo ha una frequenza di risonanza propria da cui la necessità di minimizzare la sensibilità meccanica dei conduttori.

Altre caratteristiche

Un buon cavo d'alimentazione e' bene che sia costruito seguendo alcuni criteri guida che i progettisti utilizzano nei cavi di segnale e di potenza: materiali di prima qualità sia nei conduttori (per es. rame OFC) che nei dielettrici e nelle guaine;
massima qualità d'assemblaggio e dei materiali per quanto riguarda le terminazioni (spine).
Poichè stiamo parlando di ricerca dei particolari nulla deve essere lasciato al caso. In HiFi ogni piccolo particolare gioca il suo ruolo ai fini della corretta riproduzione sonora.

Conclusioni

Spero di aver illustrato alcune delle ragioni che giustificano l'utilizzo di un cavo d'alimentazione di qualità in un apparecchio HiFi.
All'audiofilo più empirico dovrebbe tuttavia essere sufficiente la prova d'ascolto:
se un cavo d'alimentazione permette miglioramenti sensibili allora significa che funziona. Di tante cose non capiamo il funzionamento eppure continuiamo ad utilizzarle perchè le riteniamo -a ragione o a torto- migliori di altre:
la differenza di sensazioni tra un'auto sportiva ed un'altra (e non parlo di prestazioni strumentali) o tra un abito elegante ed un'altro sono solo due esempi.

Mai saremo in grado di capire e tantomeno di spiegare perchè ci danno sensazioni tanto diverse e perchè preferiamo uno piuttosto che l'altro.
E questo dovrebbe essere lo spirito che ci guida anche nella scelta di un componente HiFi.