Äänen runsaus ympäristössämme tarjoaa jännittävän mahdollisuuden hyödyntää äänienergiaa mahdollisena voimanlähteenä. Äänienergia on uusiutuva luonnonvara, koska se tulee sekä elävistä olennoista että elottomista esineistä tuottaen jatkuvasti ääntä. Tässä oppaassa keskustellaan siitä, miten kotona tuotetaan sähköä äänestä ja mitkä laitteet sen mahdollistavat.
Kuinka tuottaa sähköä äänellä kotona
Voidaksemme tuottaa sähköä äänellä kotona, voimme aloittaa yksinkertaisesti pienellä kokeilulla. Tarvitset vain kaiuttimen, kaksi johtoa ja volttimittarin.
- Aloita kiinnittämällä johdot kaiuttimeen
- Liitä positiiviset ja negatiiviset johdot kaiuttimesta volttimittarin koskettimiin ja kytke ne päälle.
- Voit parantaa sen tehoa sijoittamalla kaiuttimen lähelle toista musiikkia toistavaa kaiutinta.
Askeleen pidemmälle, kuinka äänienergia voi tuottaa sähköenergiaa, on dokumentoitu seuraavilla tavoilla:
1. Sähkömagneettinen induktio
Tämä menetelmä sisältää ääniaaltojen käytön paineen kohdistamiseksi magneettikenttään kytkettyyn johtimeen. Tämä paine saa johtimen puristumaan, mikä lopulta tuottaa sähkövirran.
2. Pietsosähköinen vaikutus
Tietyt kiteet ja keramiikka, jotka tunnetaan nimellä pietsosähköiset elementit, voivat tuottaa sähköä altistuessaan ääniaalloille. Kun ääniaallot osuvat näihin elementteihin, ne muotoutuvat ja muodostavat sähkövarauksen.
3. Akustisen energian talteenotto
Tässä lähestymistavassa käytetään erityisesti suunniteltuja laitteita muuttamaan ääniaallot sähköenergiaksi. Nämä laitteet sieppaavat ääniaaltojen akustisen energian ja hyödyntävät sitä muuntoprosessissa. Se on yleisesti käytetty menetelmä äänen muuttamiseksi tehoksi.
Lisäksi akustinen energiankeruu on keskittynyt ensisijaisesti kolmen ainutlaatuisen teknologian tutkimiseen: Helmholtz-resonaattorit, akustiset metamateriaalit ja termoakustiset moottorit. Tarkastellaanpa kutakin näistä lähemmin.
a. Akustiset metamateriaalit
Kuvittele materiaaleja, jotka on erityisesti suunniteltu muotoilemaan ääniaaltoja tiettyä tarkoitusta varten. Jotkut näistä materiaaleista, jotka on suunniteltu talteen ottamaan äänienergiaa, eivät ainoastaan vahvista ääniä, vaan myös keskittävät niiden energian, jolloin voimme muuntaa ne sähköksi. Pietsosähköisillä rakenteilla on usein keskeinen rooli näiden ainutlaatuisten akustisten metamateriaalien luomisessa.
b. Helmholtzin resonaattorit
Niillä on sekä äänen vahvistaminen että vaimentaminen. Mielenkiintoisessa kokeessa tiedemiehet valjastivat tämän kyvyn äänien kaappaamiseen ja voimistamiseen vilkkaalla rautatieasemalla. Myöhemmin he muunsivat tämän äänienergian nerokkaasti sähköenergiaksi sähkögeneraattorimoduulin avulla. Tulos riitti useiden pienten elektronisten laitteiden virranlähteeksi.
c. Termoakustiset moottorit
Nämä moottorit on suunniteltu muuntamaan lämpö äänienergiaksi, joka sitten muunnetaan sähköenergiaksi. Termoakustiset moottorit tunnetaan yksinkertaisuudestaan ja luotettavuudestaan. On kuitenkin tärkeää huomata, että ne tarvitsevat ulkoisen virtalähteen energiankeruuprosessin aloittamiseen, mikä erottaa ne kahdesta muusta edellä käsitellystä teknologiasta. Yksi niiden käytännön käyttötarkoituksista on ajoneuvojen pakokaasujärjestelmien hukkalämmön talteenotto, mikä auttaa vähentämään päästöjä ja samalla tuottamaan äänienergiaa, joka muunnetaan sähköksi.
Tutustu myös blogiimme kestävistä lämmön- ja äänieristysratkaisuista.
Mikä laite muuntaa äänienergian sähköenergiaksi?
Seuraavassa luettelossa on esimerkkejä äänienergiasta sähköenergian muuntamisessa.
1. Pietsosähköiset anturit
Pietsosähköisyyteen on kiinnitetty enemmän huomiota johtuen sen suhteellisen korkeasta hyötysuhteesta energian muuntamisessa ja sen kyvystä tuottaa suurempia tehoja. Pietsosähköiset anturit toimivat pietsosähköisen vaikutuksen periaatteella. Nämä anturit eivät toimi vain antureina, vaan niillä on myös toimilaitteen kaltaisia ominaisuuksia.
Näin pietsosähköiset anturit toimivat, kun mekaanista energiaa käytetään.
- Pietsosähköinen kide on sijoitettu kahden metallilevyn väliin, jotka ovat tyypillisesti tasapainossa eivätkä johda sähkövirtaa.
- Metallilevyt kohdistavat kiteen mekaanista rasitusta tai voimaa, mikä häiritsee sen sisällä olevia sähkövarauksia.
- Tämä johtaa siihen, että kiteen pinnan vastakkaisille puolille ilmestyy ylimäärä negatiivisia ja positiivisia varauksia.
- Metallilevyt keräävät nämä varaukset, joita voidaan sitten käyttää jännitteen tuottamiseen ja sähkövirran luomiseen piirin läpi, mikä olennaisesti muuttaa mekaanisen energian pietsosähköiseksi tehoksi.
Katso myös: Liiketunnistimen valon sammuttaminen ilman kytkintä
2. Kaiuttimet
Nämä ovat laitteita, jotka muuntavat äänienergian sähköenergiaksi ja joilla on ratkaiseva rooli äänen parantamisessa. Näihin kuuluvat bassokaiuttimet, jotka värähtelevät ja tuottavat pitkittäisaaltoja . Tässä prosessissa ääni muuttuu sähköisiksi signaaleiksi ja sitten takaisin kuultaviksi aalloiksi.
3. Mikrofonit
Puhuessasi aiheuttamasi tärinä kulkee suukappaleen läpi ja saavuttaa mikrofonin. Sitten se muuntaa nämä äänivärähtelyt sähköisiksi signaaleiksi, joita tehostetaan myöhemmin vahvempien ja tehokkaampien signaalien luomiseksi.
4. Muuntimet
Sillä on tärkeä rooli äänienergian muuntamisessa sähkövoimaksi. Sitä käytetään erilaisissa sovelluksissa, kuten mikrofoneissa, lämpömittareissa, antureissa jne., jotka mahdollistavat yhden tyyppisen energian muuntamisen toiseksi.
5. Motors
Tämä muuntaa mekaanisen energian sähköenergiaksi ja tuottaa samalla äänienergiaa prosessissa.
Ristiviite: ÄÄNENERGIAN MUUTTAMINEN SÄHKÖENERGIAKSI
Äänessä on valtava energiavarasto, joka voi muuntua sähkövoimaksi erilaisiin sovelluksiin. Blogin luettuasi voit nyt tuottaa sähköä äänestä kotona. Olet myös tietoinen laitteista, kuten kaiuttimista, mikrofoneista ja pietsosähköisistä antureista, jotka tekevät tämän mahdolliseksi, ja kuinka äänienergia muokkaa vihreämpää ja kestävämpää tulevaisuutta.
