Làm thế nào mà các mạch điện hoàn toàn có thể phát ra âm thanh?

Các màng di chuyển hoặc vật liệu áp điện rõ ràng tạo ra sóng âm thanh, nhưng làm thế nào để "hoàn toàn" các mạch điện như máy biến áp hoặc máy cắt DCDC (và các loại khác) thường có tiếng ồn có thể nghe được? Là vật liệu kính hiển vi mở rộng và thu hẹp với hiện tại?

Những gì bạn đang thực sự hỏi là làm thế nào các mạch điện có thể gây ra chuyển động nhỏ. Rốt cuộc, âm thanh là chuyển động của không khí.

Câu trả lời là có nhiều cách khác nhau điện trường hoặc dòng điện có thể gây ra lực hoặc chuyển động. Những hiệu ứng này được khai thác trong thiết kế của các bộ chuyển đổi khác nhau , tồn tại để cố tình gây ra hoặc cảm nhận các chuyển động nhỏ. Tuy nhiên, các định luật vật lý cho phép các bộ chuyển đổi này hoạt động không dừng bên ngoài trường hợp bộ chuyển đổi. Chúng tồn tại ở khắp mọi nơi, rất nhiều thứ là đầu dò vô tình. Sự khác biệt là thường hiệu ứng khá yếu mà không được thiết kế có chủ ý như trong một bộ chuyển đổi.

Một số hiệu ứng này là:

1. Lực tĩnh điện . Hai vật ở một điện áp khác nhau sẽ có một lực giữa chúng. Lực tỷ lệ thuận với điện áp và tỷ lệ nghịch với khoảng cách. Đây là lực tương tự cho phép một quả bóng bay dính vào tóc của bạn sau khi cọ xát nó với một con mèo hoặc một cái gì đó. Đối với các mạch thông thường, lực này rất yếu và các dây dẫn được giữ ở vị trí mạnh hơn nhiều so với nó. Tuy nhiên, đôi khi bạn có thể nhận được âm thanh nghe được từ điều này với các mạch điện áp cao.

2. Lực điện động . Một điện tích chuyển động tạo ra một từ trường tròn xung quanh nó. Từ trường tỷ lệ thuận với dòng điện và có thể được tạo ra khá mạnh bằng cách luồn dây vào cuộn dây. Từ trường này có thể được tạo ra để di chuyển mọi thứ, và là cơ sở cho cách thức các solenoids, động cơ và loa hoạt động.

   Các điện tích chuyển động cũng trải qua một lực nếu chảy qua một từ trường có hướng đúng. Hầu hết các loa thực sự hoạt động trên nguyên tắc này; chúng được chế tạo sao cho một nam châm vĩnh cửu mạnh được cố định và cuộn dây di chuyển, từ đó di chuyển trung tâm của nón loa. Điều tương tự xảy ra trong bất kỳ cuộn cảm. Mỗi đoạn dây với dòng điện thông qua nó chịu một lực nào đó do từ trường tổng thể. Một số tiếng ù bạn nghe được từ máy biến thế là các đoạn dây riêng lẻ di chuyển một chút do đó.

3. Hiệu ứng áp điện . Một số vật liệu, như thạch anh chẳng hạn, sẽ thay đổi kích thước hoặc hình dạng của chúng một chút như là một chức năng của điện trường ứng dụng. Một số tai nghe nhỏ hoạt động theo nguyên tắc này. Ngoài ra còn có micrô "pha lê" hoạt động theo nguyên tắc này ngược lại, nghĩa là tác dụng lực lên tinh thể khiến nó tạo ra điện áp. Thiết bị đánh lửa nướng thông thường hoạt động theo nguyên tắc này bằng cách đập vỡ một tinh thể thạch anh cứng và đột nhiên đủ để tạo ra một điện áp đủ cao để gây ra tia lửa.

   Một số vật liệu tụ điện thể hiện đủ hiệu ứng này mà khi gắn cứng trên bảng mạch có thể gây ra âm thanh nghe được. Tôi đã phải hô hấp một tấm ván một lần và thay thế nắp gốm bằng chất điện phân chỉ vì gốm gây ra tiếng rên rỉ khó chịu.

4. Tác dụng từ tính . Đây là từ tương tự của hiệu ứng áp điện. Một số vật liệu thay đổi hình dạng hoặc kích thước tùy thuộc vào từ trường được áp dụng và hiệu ứng này cũng hoạt động ngược lại. Tôi đã làm việc trên các cảm biến từ tính khai thác hiệu ứng này.

   Vật liệu trong máy biến áp và cuộn cảm được chọn để không có hiệu ứng này, nhưng dù sao cũng có một lượng nhỏ. Lõi của một cuộn cảm thực sự thay đổi kích thước rất nhẹ khi từ trường thay đổi. Điều này có thể gây ra âm thanh nghe được, đặc biệt nếu cuộn cảm được ghép cơ học với thứ gì đó có diện tích lớn hơn trong không khí, như bảng mạch.

Một cuộn cảm hoặc máy biến áp lý tưởng có thể là một thành phần điện tử hoàn toàn, nhưng một cuộn cảm hoặc biến áp thực sự tạo ra từ trường (thay đổi nhanh chóng). Mục đích thiết kế của một thành phần như vậy là giữ cho từ trường bên trong thành phần đó (ví dụ bên trong lõi sắt từ), nhưng điều đó sẽ không đạt được 100%. Từ trường 'rò rỉ' sẽ khiến mọi vật chuyển động (rung) và những thứ này sẽ làm cho không khí xung quanh chúng chuyển động tương tự. Presto: một loa điện từ (không mong muốn).

Một hiệu ứng tương tự có thể có thể có trong các tụ điện cao áp, trong đó các tấm dẫn điện thu hút lẫn nhau tùy thuộc vào điện áp. Điều này tương ứng với một loa tĩnh điện :)

Hiệu ứng thứ ba là (không mong muốn) hiệu ứng áp điện trong các thành phần. Tôi không chắc đây có thực sự là trường hợp ở mức độ có thể quan sát được không.

Nó không mở rộng hoặc ký hợp đồng với vật liệu, phát ra âm thanh trong các mạch dựa trên máy biến áp hoặc cuộn cảm. Tuy nhiên các bộ phận đang di chuyển.

Máy biến áp phải chịu các lực cơ học đáng kể gây ra bởi các trường điện từ xen kẽ. Điều đó làm cho dây và các lớp ghép di chuyển, và do đó phát ra âm thanh. Bộ chuyển đổi DC-DC thường có cuộn cảm vết thương, cũng di chuyển vì lý do tương tự.

Đây là một trong những

Âm thanh bằng cách thay đổi tính chất của plasma hoặc khí xung quanh do tiếp xúc với điện trường và / hoặc phóng điện

Dựa trên "Arc hát" được phát hiện vào khoảng năm 1900 bởi William Duddell, Ionophone hay còn gọi là loa plasma / loa tweeter (thực sự được sử dụng trong loa) tạo ra sóng âm thanh bằng cách sạc plasma để thay đổi kích thước của plasma trong một thường là trường hẹp giữa các điện cực. Do khối lượng rất thấp phải di chuyển, loa này có thể tạo ra sự tái tạo rất chính xác của sóng cung cấp cho các điện cực, đặc biệt tốt cho tần số cao.

Một hiệu lực thi hành chưa đề cập đến là dây thẳng dưới tải - dây làm có xu hướng thẳng khi dòng được truyền qua chúng, cho dù dưới kính hiển vi hoặc rõ ràng. Dây trong cuộn dây của bộ biến đổi điện cố gắng duỗi thẳng rất nhẹ 100 đến 120 lần mỗi giây (tùy thuộc vào tần số của điện thành phố).

Hiện tượng này có thể được quan sát rất dễ dàng khi "khởi động" một chiếc xe có dây nhảy nhỏ, đặc biệt là nếu xe đang khởi động có pin bị cạn kiệt. Khi bộ khởi động được tham gia, thường dễ dàng thấy các dây nhảy "nhảy" và cứng lại khi chúng duỗi thẳng một chút dưới tải nặng.

Các màng di chuyển hoặc vật liệu áp điện rõ ràng tạo ra sóng âm thanh, nhưng làm thế nào để "hoàn toàn" các mạch điện như máy biến áp hoặc bộ cắt DC / DC (và các loại khác) thường có tiếng ồn có thể nghe được? Là vật liệu kính hiển vi mở rộng và thu hẹp với hiện tại?

Trong khi những người khác đã giải thích phần về vật liệu chuyển động độc đáo, một điểm quan trọng là tiếng ồn Audible yêu cầu chuyển động trong phạm vi âm thanh của con người . Thông thường, điều đó có nghĩa là 20 Hz đến 20 kHz, nhưng có thể thấp hơn hoặc cao hơn một chút, cũng như tính đến tuổi / mất thính lực. Bất cứ điều gì dao động trên hoặc dưới phạm vi đó (Siêu âm hoặc Siêu âm) thường sẽ không được nghe thấy. Mặc dù may mắn sẽ có, phạm vi đó là điển hình được sử dụng trong nhiều mạch, từ bộ cắt DC / DC, máy biến áp, Bộ biến tần EL Panel, PWM cho Mạch ánh sáng, do đó, nó thường là sản phẩm phụ.

Có rất nhiều lý thuyết ở đây. Trong thực tế, thường có dây lỏng của cuộn cảm có liên quan. Chạm vào các cuộn dây (không phải !!!! với bất cứ thứ gì có từ tính như trình điều khiển vít: thử rằng trên các cuộn dây trong mạch flyback CRT là điều bạn không làm nhiều lần) có thể giúp xác định vị trí thủ phạm và keo hoặc đinh ấm phù hợp đánh bóng có thể giúp kiểm soát nó.

Từ kinh nghiệm của tôi, hầu hết thời gian máy biến áp gây ra tiếng ồn, là do cán lỏng hoặc lắp lỏng. Máy băm cơ tạo ra tiếng ồn vì cây sậy "băm" chuyển động / rung hiện tại . Rõ ràng bất cứ điều gì di chuyển, tạo ra một âm thanh. Một máy biến áp thường tạo ra tiếng ồn 60 Hz, trong khi máy cắt phụ thuộc vào tần số được thiết kế (thường là 400 Hz).

Tôi không tin rằng vật liệu này được mở rộng bằng kính hiển vi và hợp đồng, nhưng nếu có, tần số sẽ cao đến mức không thể nghe thấy. Ngoài ra, nó có thể không đủ lớn.

Các mạch hoàn toàn phi cơ học duy nhất có thể tạo ra âm thanh là các máy phát vi sóng. Nhưng họ sẽ nấu não của bạn.