L'abbondanza di suono nei nostri dintorni rappresenta un'entusiasmante opportunità per attingere all'energia sonora come potenziale fonte di energia. L'energia sonora è qualificata come una risorsa rinnovabile poiché emana sia da esseri viventi che da oggetti inanimati, generando costantemente suono. In questa guida, parleremo di come produrre elettricità dal suono a casa e dei dispositivi che lo rendono possibile.
Come produrre elettricità dal suono a casa
Per produrre elettricità dal suono in casa, possiamo iniziare semplicemente con un piccolo esperimento. Tutto ciò di cui hai bisogno è un altoparlante, due fili e un voltmetro.
- Inizia fissando i cavi all'altoparlante
- Collegare i fili positivo e negativo dell'altoparlante ai contatti del voltmetro e accendili.
- Per aumentarne il volume, puoi posizionare l'altoparlante vicino a un altro altoparlante che riproduce musica.
Ora, per fare un ulteriore passo avanti, è stato documentato nei seguenti modi come l'energia sonora possa produrre energia elettrica:
1. Induzione elettromagnetica
Questo metodo prevede l'uso di onde sonore per esercitare pressione su un conduttore collegato a un campo magnetico. Questa pressione causa la compressione del conduttore, producendo infine una corrente elettrica.
2. Effetto piezoelettrico
Alcuni cristalli e ceramiche, noti come elementi piezoelettrici, possono generare elettricità quando esposti a onde sonore. Quando le onde sonore colpiscono questi elementi, si deformano, creando una carica elettrica.
3. Raccolta di energia acustica
In questo approccio, vengono impiegati dispositivi appositamente progettati per convertire le onde sonore in energia elettrica. Questi dispositivi catturano l'energia acustica dalle onde sonore e la utilizzano per il processo di conversione. È un metodo comunemente utilizzato per trasformare il suono in energia.
Inoltre, l'acustic energy harvesting si è concentrato principalmente sullo studio di tre tecnologie uniche: risonatori di Helmholtz, metamateriali acustici e motori termoacustici. Diamo un'occhiata più da vicino a ciascuna di queste.
a. Metamateriali acustici
Immagina i materiali in modo specifico realizzato per modellare le onde sonore per uno scopo specifico. Alcuni di questi materiali, progettati per catturare l'energia sonora, non solo rendono i suoni più forti, ma ne concentrano anche l'energia, consentendoci di trasformarli in elettricità. Le strutture piezoelettriche spesso svolgono un ruolo chiave nella creazione di questi metamateriali acustici unici
b. Risonatori di Helmholtz
Hanno il duplice scopo di amplificando e assorbendo il suono. In un intrigante esperimento, gli scienziati hanno sfruttato questa capacità per catturare e amplificare i suoni in una stazione ferroviaria trafficata. Successivamente, hanno ingegnosamente trasformato questa energia sonora in energia elettrica utilizzando un modulo generatore di elettricità. Il risultato è stato sufficiente per alimentare una gamma di piccoli gadget elettronici.
c. Motori termoacustici
Questi motori sono progettati per trasformare il calore in energia sonora, che viene poi convertita in energia elettrica. I motori termoacustici sono noti per la loro semplicità e affidabilità. Tuttavia, è importante notare che richiedono una fonte di alimentazione esterna per avviare il processo di raccolta di energia, che li distingue dalle altre due tecnologie discusse sopra. Uno dei loro usi pratici è il recupero del calore di scarto dai sistemi di scarico dei veicoli, contribuendo a ridurre le emissioni e generando simultaneamente energia sonora che viene convertita in elettricità.
Inoltre, dai un'occhiata al nostro blog su Soluzione sostenibile di isolamento termico e acustico
Quale dispositivo converte l'energia sonora in energia elettrica?
L'elenco seguente mostra alcuni esempi di senergia solare nella conversione dell'energia elettrica.
1. Sensori piezoelettrici
La piezoelettricità ha attirato sempre più attenzione grazie alla sua efficienza relativamente elevata nella conversione dell'energia e alla sua capacità di generare uscite di potenza più elevate. I sensori piezoelettrici funzionano secondo il principio dell'effetto piezoelettrico. Questi sensori non solo fungono da trasduttori, ma possiedono anche proprietà simili a quelle degli attuatori.
Ecco come funzionano i sensori piezoelettrici quando viene applicata energia meccanica.
- Un cristallo piezoelettrico è posizionato tra due piastre metalliche, che solitamente sono in uno stato di equilibrio e non conducono corrente elettrica.
- Le piastre metalliche applicano una forza o uno stress meccanico al cristallo, interrompendo le cariche elettriche al suo interno.
- Ciò provoca un eccesso di cariche negative e positive che compaiono sui lati opposti della superficie del cristallo.
- Le piastre metalliche raccolgono queste cariche, che possono poi essere utilizzate per generare tensione e creare una corrente elettrica attraverso un circuito, trasformando essenzialmente l'energia meccanica in energia piezoelettrica.
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2. Altoparlanti
Si tratta di dispositivi che convertono l'energia sonora in energia elettrica e svolgono un ruolo cruciale nel migliorare il suono. Includono woofer che oscillano, generando onde longitudinaliIn questo processo, il suono viene trasformato in segnali elettrici e poi di nuovo in onde udibili.
3. Microfoni
Le vibrazioni che produci mentre parli viaggiano attraverso il bocchino e raggiungono il microfono. Quindi, trasforma queste vibrazioni sonore in segnali elettrici, che vengono successivamente amplificati per creare segnali più forti e potenti.
4. Trasduttori
Svolge un ruolo fondamentale nella trasformazione dell'energia sonora in energia elettrica. È impiegato in varie applicazioni come microfoni, termometri, sensori, ecc., consentendo la conversione di un tipo di energia in un altro.
5. motori
Questo converte l'energia meccanica in energia elettrica, producendo nel contempo energia sonora.
Riferimento incrociato: CONVERSIONE DELL'ENERGIA SONORA IN ENERGIA ELETTRICA
Il suono trasporta un'ampia riserva di energia che ha il potenziale per essere trasformata in energia elettrica per diverse applicazioni. Dopo aver letto il blog, ora puoi produrre elettricità dal suono a casa. Sei anche a conoscenza di dispositivi come altoparlanti, microfoni e sensori piezoelettrici che rendono possibile tutto questo, e di come l'energia sonora stia plasmando un futuro più verde e sostenibile.
