Обилие звука в нашем окружении представляет собой захватывающую возможность для использования звуковой энергии как потенциального источника энергии. Звуковая энергия считается возобновляемым ресурсом, поскольку она исходит как от живых существ, так и от неодушевленных предметов, постоянно генерируя звук. В этом руководстве мы обсудим, как производить электричество из звука дома и какие устройства делают это возможным.
Как производить электричество из звука в домашних условиях
Чтобы производить электричество из звука дома, мы можем начать с простого эксперимента. Все, что вам нужно, это динамик, два провода и вольтметр.
- Начните с закрепления проводов на динамике.
- Подключите положительный и отрицательный провода от динамика к контактам вольтметра и включите их.
- Чтобы усилить выходную мощность, вы можете расположить динамик рядом с другим динамиком, воспроизводящим музыку.
Теперь, если пойти дальше, то то, как звуковая энергия может производить электрическую энергию, было задокументировано следующими способами:
1. Электромагнитная индукция.
Этот метод заключается в использовании звуковых волн для оказания давления на проводник, подключенный к магнитному полю. Это давление заставляет проводник сжиматься, в конечном итоге производя электрический ток.
2. Пьезоэлектрический эффект
Некоторые кристаллы и керамика, известные как пьезоэлектрические элементы, могут генерировать электричество при воздействии звуковых волн. Когда звуковые волны ударяют эти элементы, они деформируются, создавая электрический заряд.
3. Сбор акустической энергии
В этом подходе используются специально разработанные устройства для преобразования звуковых волн в электрическую энергию. Эти устройства захватывают акустическую энергию звуковых волн и используют ее для процесса преобразования. Это широко используемый метод для превращения звука в энергию.
Более того, акустическое накопление энергии в первую очередь было сосредоточено на изучении трех уникальных технологий: резонаторы Гельмгольца, акустические метаматериалы и термоакустические двигатели. Давайте подробнее рассмотрим каждую из них.
а. Акустические метаматериалы
Представьте себе материалы, в частности создан для формирования звуковых волн для определенной цели. Некоторые из этих материалов, предназначенные для захвата звуковой энергии, не только усиливают звуки, но и фокусируют их энергию, позволяя нам превращать их в электричество. Пьезоэлектрические структуры часто играют ключевую роль в создании этих уникальных акустических метаматериалов
б) Резонаторы Гельмгольца
Они служат двойной цели: усиливающие и поглощающие звук. В интригующем эксперименте ученые использовали эту возможность для захвата и усиления звуков на оживленной железнодорожной станции. Впоследствии они изобретательно преобразовали эту звуковую энергию в электрическую энергию с помощью модуля электрогенератора. Результата оказалось достаточно для питания ряда небольших электронных гаджетов.
в) Термоакустические двигатели
Эти двигатели предназначены для преобразования тепла в звуковую энергию, которая затем преобразуется в электроэнергию. Термоакустические двигатели известны своей простотой и надежностью. Однако важно отметить, что они требуется внешний источник питания для запуска процесса сбора энергии, что отличает их от двух других технологий, обсуждавшихся выше. Одним из практических применений является рекуперация отработанного тепла из выхлопных систем транспортных средств, что помогает сократить выбросы и одновременно генерировать звуковую энергию, преобразуемую в электричество.
Кроме того, посетите наш блог на Устойчивое решение для тепло- и звукоизоляции
Какое устройство преобразует звуковую энергию в электрическую?
В следующем списке приведены некоторые примеры sЭнергия звука в преобразовании электрической энергии.
1. Пьезоэлектрические датчики
Пьезоэлектричество привлекло повышенное внимание из-за своей относительно высокой эффективности преобразования энергии и способности генерировать более высокую выходную мощность. Пьезоэлектрические датчики работают по принципу пьезоэлектрического эффекта. Эти датчики не только служат преобразователями, но и обладают свойствами актуатора.
Вот как работают пьезоэлектрические датчики при приложении механической энергии.
- Пьезоэлектрический кристалл располагается между двумя металлическими пластинами, которые обычно находятся в сбалансированном состоянии и не проводят электрический ток.
- Металлические пластины оказывают механическое напряжение или силу на кристалл, нарушая электрические заряды внутри него.
- Это приводит к появлению избытка отрицательных и положительных зарядов на противоположных сторонах поверхности кристалла.
- Металлические пластины собирают эти заряды, которые затем можно использовать для генерации напряжения и создания электрического тока в цепи, по сути преобразуя механическую энергию в пьезоэлектрическую энергию.
Также см: Как выключить датчик движения без выключателя
2. Громкоговорители
Это устройства, которые преобразуют звуковую энергию в электрическую и играют важную роль в улучшении звука. Они включают в себя низкочастотные динамики, которые колеблются, генерируя продольные волны. В этом процессе звук преобразуется в электрические сигналы, а затем обратно в звуковые волны.
3. Микрофоны
Вибрации, которые вы создаете во время разговора, проходят через мундштук и достигают микрофона. Затем он преобразует эти звуковые вибрации в электрические сигналы, которые впоследствии усиливаются для создания более сильных и мощных сигналов.
4. Преобразователи
Он играет важную роль в преобразовании звуковой энергии в электрическую. Он используется в различных приложениях, таких как микрофоны, термометры, датчики и т. д., позволяя преобразовывать один тип энергии в другой.
5. Моторы
При этом механическая энергия преобразуется в электрическую, при этом генерируется звуковая энергия.
Перекрестная ссылка: ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЗВУКОВОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ
Звук несет в себе огромный резервуар энергии, которая может быть преобразована в электроэнергию для различных применений. После прочтения блога вы теперь можете производить электричество из звука дома. Вы также знаете о таких устройствах, как громкоговорители, микрофоны и пьезоэлектрические датчики, которые делают это возможным, и о том, как звуковая энергия формирует более зеленое, более устойчивое будущее.
