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, специально созданные для формирования звуковых волн с определенной целью. Некоторые из этих материалов, предназначенные для улавливания звуковой энергии, не только усиливают звуки, но и концентрируют их энергию, позволяя преобразовывать их в электричество. Пьезоэлектрические структуры часто играют ключевую роль в создании этих уникальных акустических метаматериалов.
б) Резонаторы Гельмгольца
Они выполняют двойную функцию: усиливают и поглощают звук. В ходе интересного эксперимента ученые использовали эту способность для захвата и усиления звуков на оживленной железнодорожной станции. Впоследствии они изобретательно преобразовали эту звуковую энергию в электрическую с помощью модуля генератора электроэнергии. Результат оказался достаточным для питания целого ряда небольших электронных устройств.
в) Термоакустические двигатели
Эти двигатели предназначены для преобразования тепловой энергии в звуковую, которая затем преобразуется в электрическую. Термоакустические двигатели известны своей простотой и надежностью. Однако важно отметить, что для запуска процесса сбора энергии им необходим внешний источник питания , что отличает их от двух других технологий, описанных выше. Одно из их практических применений — утилизация отработанного тепла из выхлопных систем автомобилей, что помогает снизить выбросы и одновременно генерирует звуковую энергию, которая преобразуется в электричество.
Кроме того, ознакомьтесь с нашим блогом о решениях для экологичной тепло- и звукоизоляции.
Какое устройство преобразует звуковую энергию в электрическую?
В следующем списке приведены некоторые примеры использования звуковой энергии 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.
См. также: Как выключить свет с датчиком движения без выключателя
2. Громкоговорители
Это устройства, которые преобразуют звуковую энергию в электрическую и играют решающую роль в улучшении звучания. К ним относятся низкочастотные динамики, которые колеблются, генерируя продольные волны . В этом процессе звук преобразуется в электрические сигналы, а затем обратно в слышимые 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.
