전기 회로가 어떻게“순수하게”소리를 낼 수 있습니까?

움직이는 막 또는 압전 재료는 분명히 음파를 발생 시키지만 변압기 나 DCDC 초퍼 (및 기타)와 같은 전기 회로는 종종 가청 노이즈를 갖는 방법은 무엇입니까? 전류에 따라 재료가 미세하게 팽창하고 수축합니까?

당신이 정말로 요구하는 것은 전기 회로가 어떻게 작은 움직임을 일으킬 수 있는지입니다. 결국 소리는 공기의 움직임입니다.

답은 전기장이나 전류가 힘이나 움직임을 일으킬 수있는 다양한 방법이 있다는 것입니다. 이러한 효과는 의도적으로 작은 동작을 유발하거나 감지하기 위해 존재하는 다양한 트랜스 듀서 의 설계에 활용됩니다 . 그러나 이러한 변환기의 기능을 허용하는 물리 법칙은 변환기 케이스 외부에서 멈추지 않습니다. 그것들은 어디에나 존재하므로 의도하지 않은 변환기가 많습니다. 차이점은 일반적으로 트랜스 듀서에서와 같이 의도적으로 설계되지 않으면 효과가 다소 약하다는 것입니다.

이러한 효과 중 일부는 다음과 같습니다.

1. 정전기력 . 전압이 다른 두 물체는 그들 사이에 힘을가합니다. 힘은 전압에 비례하고 거리에 반비례합니다. 이것은 고양이 나 다른 물체에 문지른 후 풍선이 머리에 붙도록하는 힘과 같은 힘입니다. 일반 회로의 경우이 힘은 매우 약하며 도체는 그보다 훨씬 더 강하게 고정됩니다. 그럼에도 불구하고 때때로 고전압 회로를 사용하여 소리를들을 수 있습니다.

2. 전기 역학적 힘 . 움직이는 전하는 그 주위에 원형 자기장을 만듭니다. 자기장은 전류에 비례하며 와이어를 코일에 감아 서 상당히 강하게 만들 수 있습니다. 이 자기장은 물건을 움직이게 만들 수 있으며 솔레노이드, 모터 및 라우드 스피커 작동 방식의 기초입니다.

   올바른 방향의 자기장을 통해 흐르는 경우 이동하는 전하도 마찬가지로 힘을 경험합니다. 대부분의 스피커는 실제로이 원리로 작동합니다. 그들은 강력한 영구 자석이 고정되고 코일이 움직여 스피커 콘의 중심을 움직입니다. 모든 인덕터에서 동일한 일이 발생합니다. 전류를 통한 각 와이어 조각은 전체 자기장으로 인해 약간의 힘을 경험합니다. 변압기에서 들리는 일부 윙윙 거리는 소리는 결과적으로 약간의 와이어 조각입니다.

3. 압전 효과 . 예를 들어 석영과 같은 일부 재료는 적용된 전기장에 따라 크기 나 모양이 약간 변경됩니다. 일부 소형 이어폰은이 원리로 작동합니다. 이 원리에 반대로 작동하는 "크리스탈"마이크로폰도 있습니다. 즉, 크리스탈에 힘을 가하면 전압이 발생합니다. 일반적인 바베큐 그릴 점화기는이 원리에 따라 작동합니다. 수정을 강하게 깨뜨려 갑자기 스파크를 일으킬 수있는 높은 전압을 생성 할 수있을 정도로 충분합니다.

   일부 커패시터 재료는 회로 보드에 단단히 장착 될 때 소리가 들릴 수있는이 효과를 충분히 발휘합니다. 세라믹이 귀에 거슬리는 소리를 내기 때문에 보드를 한 번 다시 돌리고 세라믹 캡을 전해액으로 교체해야했습니다.

4. 자기 변형 효과 . 이것은 압전 효과의 자기 아날로그입니다. 일부 재료는 적용된 자기장에 따라 모양이나 크기가 변경되며이 효과도 반대로 작동합니다. 이 효과를 이용한 자기 센서를 연구했습니다.

   변압기와 인덕터의 재료는이 효과를 갖지 않기 위해 선택되지만 소량은 존재합니다. 인덕터의 코어는 실제로 자기장이 변함에 따라 크기가 약간 변경됩니다. 이것은 특히 인덕터가 회로 보드와 같이 공기에 더 넓은 영역을 제공하는 것에 기계적으로 결합 된 경우 가청음을 유발할 수 있습니다.

이상적인 인덕터 또는 변압기는 순수한 전자 부품 일 수 있지만 실제 인덕터 또는 변압기는 (빠르게 변화하는) 자기장을 생성합니다. 구성 요소 내에 (예를 들어 강자성 코어 내부에) 자기장을 유지하는 것이 이러한 구성 요소의 설계 목표이지만 100 % 달성되지는 않습니다. '누출'자기장은 물체를 움직이게하고 (진동), 이로 인해 주위의 공기가 비슷하게 움직입니다. 프레스토 : (원치 않는) 전자기 스피커.

전도 판이 전압에 따라 서로 끌리는 고압 커패시터에서도 비슷한 효과가있을 수 있습니다. 이것은 정전기 스피커에 해당합니다 :)

세 번째 효과는 구성 요소의 원치 않는 압전 효과입니다. 이것이 실제로 관찰 가능한 수준인지 확실하지 않습니다.

변압기 나 인덕터 기반 회로에서 소리를내는 재료가 팽창하거나 수축되지 않습니다. 그러나 부품이 움직이고 있습니다.

변압기는 대체 전자기장에 의해 발생하는 상당한 기계적 힘에 영향을받습니다. 이로 인해 와이어와 라미네이션이 움직여 소리가납니다. DC-DC 컨버터는 종종 같은 이유로 권선 인덕터를 가지고 있습니다.

여기 하나 더 있습니다

전기장 노출 및 / 또는 방전으로 인해 주변 플라즈마 또는 가스의 특성을 변경하여 소리

William Duddell에 의해 1900 년경 발견 된 "Singing Arc", Ionophone 또는 대부분 플라즈마 스피커 / 트위터 (실제로 스피커에 사용됨)는 플라즈마를 충전하여 플라즈마 크기를 변경하여 음파를 생성합니다. 일반적으로 전극 사이의 좁은 필드. 이동해야하는 질량이 매우 낮기 때문에이 스피커는 전극으로 공급되는 파동을 매우 정확하게 재현 할 수 있으며, 특히 고주파에 적합합니다.

위에 아직 손도 안 또 다른 효과는 부하 와이어 교정입니다 - 와이어 않는 전류가 미세하게 또는 눈에 띄게 여부, 그들을 통해 전달 될 때 직선화 경향이있다. 전력 변압기 권선 내의 전선은 (시정 전력의 주파수에 따라) 초당 100 ~ 120 회 매우 약간 똑 바르게하려고합니다.

이 현상은 작은 점퍼 케이블로 차량을 "점프 스타트"할 때, 특히 시동중인 차량에 배터리가 완전히 방전 된 경우 매우 쉽게 관찰 할 수 있습니다. 스타터가 작동되면 점퍼 케이블이 "점프"하는 것을 쉽게 볼 수 있습니다.

움직이는 막 또는 압전 재료는 분명히 음파를 발생 시키지만 변압기 나 DC / DC 초퍼 (및 기타)와 같은 전기 회로는 종종 가청 노이즈를 갖는 방법은 무엇입니까? 전류에 따라 재료가 미세하게 팽창하고 수축합니까?

다른 사람들은 재료가 잘 움직이는 것에 대한 부분을 잘 설명했지만 한 가지 중요한 점 은 가청 소음이 인간의 가청 범위 내에서 움직여야 한다는 것 입니다. 일반적으로 이는 20Hz ~ 20kHz를 의미하지만 연령 / 청력 손실을 고려할뿐만 아니라 약간 낮거나 높을 수 있습니다. 해당 범위 위 또는 아래로 진동하는 것 (Infrasonic 또는 Ultrasonic)은 일반적으로 들리지 않습니다. 운 좋게도,이 범위는 DC / DC 초퍼, 변압기, EL 패널 인버터, 조명 회로 용 PWM 등 많은 회로에서 일반적으로 사용되므로 일반적으로 부산물입니다.

여기에는 많은 이론이있었습니다. 실제로, 일반적으로 인덕터의 느슨한 와이어가 관련됩니다. 코일 주위를 두드리면 (나사 드라이버와 같은 자성이있는 물건으로 !!!! 폴란드어는 통제하에 도움이 될 수 있습니다.

내 경험상 변압기가 소음을 발생시키는 대부분의 시간은 라미네이션이 느슨하거나 마운팅이 느슨하기 때문입니다. 기계식 초퍼는 전류 가 "절단되는"리드가 움직이거나 진동 하기 때문에 소음이납니다 . 분명히 움직이는 것은 소리를냅니다. 변압기는 일반적으로 60Hz 험을 발생시키는 반면 초퍼는 설계된 주파수 (일반적으로 400Hz)에 따라 달라집니다.

나는 재료가 미세하게 팽창하고 수축한다고 믿지 않지만, 만약 그렇다면, 주파수가 너무 높아서들을 수 없을 것입니다. 또한 충분히 크지 않을 수 있습니다.

소리를 낼 수있는 유일한 비 기계식 회로는 마이크로파 송신기입니다. 그러나 그들은 당신의 두뇌를 요리합니다.