題:
“純”電路如何發出聲音？
Mister Mystère
2014-08-25 19:12:50 UTC
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運動的膜片或壓電材料顯然會產生聲波，但是“純淨”的電路（如變壓器或DCDC斬波器（及其他））如何經常會聽到聲音？材料在微觀上隨電流膨脹和收縮嗎？

一切都是揚聲器或麥克風，或兩者兼而有之。大多數事情只是*故意*不這樣做，通常效率不高:)
[“線圈噪音” /“線圈鳴音”]（https://en.wikipedia.org/wiki/Coil_noise）
變壓器不是“純電氣”的，在某種意義上說，有些電線在交變磁場中承載著交流電，從而在變壓器上施加力。
感謝您指出這一點，儘管出於這種原因我添加了引號。
我認為當它們爆炸時，它們會發出聲音
在Wikipedia中搜索[Barkhausen效應]（http://en.wikipedia.org/wiki/Barkhausen_effect）或Barkhausen噪聲。
我不知道那裡有“任何”純電路。它們都必須存在於物理宇宙中。
儘管這是一個好點，但這就是為什麼我添加了引號。請閱讀以前的評論
我只想把它留在這裡https://www.youtube.com/watch?v=bbLshnfu0wY :-)
九 答案:
Olin Lathrop
2014-08-25 19:54:36 UTC
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您真正要問的是電路如何引起小運動。畢竟，聲音就是空氣的運動。

答案是，電場或電流可以通過多種方式引起作用力或運動。這些效果在各種換能器 i>的設計中得到了利用，這些換能器的存在是故意引起或感知微小的運動。但是，允許這些換能器工作的物理定律不會在換能器外殼外停滯。它們無處不在，所以很多東西都是意想不到的。所不同的是，通常沒有專門設計用於換能器的效果就很弱。

其中一些效果是：

  1. 靜電力 b>。兩個物體在不同的電壓下將在它們之間產生作用力。力與電壓成正比，與距離成反比。這是使氣球在與貓或其他物體摩擦後粘在頭髮上的力。對於普通電路，此力非常弱，並且導體的固定位置要比其牢固得多。儘管如此，有時您仍可以通過高壓電路從中聽到聲音。

  2. 電動勢 b>。移動的電荷在其周圍產生圓形磁場。磁場與電流成正比，並且可以通過將導線繞成線圈來使其變得很強。可以使該磁場移動物體，並且是螺線管，電動機和揚聲器工作原理的基礎。

    如果通過正確方向的磁場流動，電荷同樣會受到作用力。實際上，大多數揚聲器都遵循此原則。它們的製作方法是固定一個堅固的永磁體，並使線圈運動，從而使揚聲器振盆的中心運動。任何電感器都會發生相同的情況。由於整體磁場的作用，每根流過的電線都會承受一定的力。您從變壓器聽到的嗡嗡聲中有一些是個別的導線移動了一點。

  3. 壓電效應 b>。某些材料（例如石英）會隨著施加的電場而略微改變其大小或形狀。一些小型耳機可以按照此原理工作。也有相反的“晶體”麥克風按此原理工作，這意味著對晶體施加力會使其產生電壓。普通的燒烤點火器通過重擊石英晶體並突然產生足夠高的電壓以產生火花來工作，以此原理來工作。板可能會發出聲音。我只需要重新旋轉一個板子，然後用電解池蓋上陶瓷蓋，只是因為陶瓷會引起令人討厭的嘶嘶聲。

  4. 磁致伸縮效應 b>。這是壓電效應的磁性模擬。有些材料會根據所施加的磁場而改變形狀或大小，並且這種效果也會相反。我已經研究了利用這種效應的磁傳感器。

    選擇變壓器和電感器中的材料不會產生這種效應，但是反而還是很少。電感器的磁芯實際上會隨著磁場的變化而略微改變尺寸。這可能會產生可聽見的聲音，特別是如果電感器機械耦合到會向空氣中更大面積的物體（例如電路板）耦合。

    ol>

+1現在，我將不得不找到一隻貓在氣球上摩擦，並測試其靜電力！:)
和往常一樣，組織良好，全面而全面。感謝您對SE Olin的貢獻。
@Mister:謝謝，但是有人認為這個答案是錯誤的，誤導性的或寫得不好的，因為它得到了否決票。誰對此表示反對：請說明您確切反對的內容。
@OlinLathrop仇恨者會討厭。有我的+1。
Wouter van Ooijen
2014-08-25 19:21:36 UTC
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理想的電感器或變壓器可能是純電子組件，但實際的電感器或變壓器會產生（迅速變化的）磁場。這樣的組件的設計目標是將磁場保持在組件內（例如，鐵磁芯內部），但不能100％做到這一點。 “洩漏”磁場將導致物體移動（振動），並且這些物體將使周圍的空氣同樣移動。 Presto：一個（不需要的）電磁揚聲器。

在高壓電容器中可能會產生類似的效果，在高壓電容器中，導電板會根據電壓相互吸引。這相當於靜電揚聲器：）

第三個效果是組件中的壓電效應（不需要）。我不確定這是否可以觀察到。

我認為這與“洩漏的磁場...”無關。纏繞在電感器或變壓器鐵芯上的導線由於電磁場而施加力。磁場正在變化（或者變壓器或電感器使用不多！），因此零件的部件正在移動，從而導致聲音通過空氣傳播。簡單！
感謝您的回答，完成/說明奧林的回答特別有趣。
gbulmer
2014-08-25 19:18:30 UTC
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不是膨脹或收縮材料，而是在基於變壓器或電感器的電路中發出聲音。但是零件正在移動。

變壓器要承受交變電磁場產生的巨大機械力。這會導致導線和疊片移動，從而發出聲音。 DC-DC轉換器通常帶有繞線電感，它們也由於相同的原因而移動。

fgwaller
2014-08-26 02:55:55 UTC
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這裡是另外一個

由於暴露於電場和/或放電而改變周圍的等離子體或氣體的特性而發出的聲音

基於在威廉·杜德爾（William Duddell）在1900年左右發現的“歌唱弧”上，電聲機或通常被稱為等離子揚聲器/高音揚聲器（實際上用在揚聲器中）通過給等離子體充電以改變等離子體的大小來產生聲波電極之間的電場狹窄。由於必須移動的質量非常小，因此該揚聲器可以非常精確地再現饋送給電極的波，特別適用於高頻。

TDHofstetter
2014-08-25 19:37:23 UTC
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尚未涉及的另一種效果是在負載下拉直電線-當電流通過顯微鏡觀察時，做趨向於拉直。電力變壓器繞組中的電線試圖每秒稍微矯直100至120次（取決於市政電力的頻率）。

當“跳起”車輛時，很容易觀察到這種現象。跨接電纜較小，尤其是在啟動車輛的電池嚴重耗盡的情況下。接合啟動器後，通常很容易看到跨接電纜在重載下略微伸直時會“跳”起來並變硬。

我願意相信“拉直電線”的現象。但是，如果這是電磁力，則這是證據，但不是替代解釋。對於通過電線的電磁力，直線導體將是最小配置。那麼，您是否提供此答案作為證據？還是有非電磁力的解釋？
-1
我一直以為是跨接電纜中的電阻加熱導致膨脹。
起動馬達所需的電流相當大-磁效應不是最可能的解釋嗎？
@TDHofstetter-好的，我想我明白。牛頓說，一切都偏愛直線旅行，所以我認為這沒有告訴我任何事情。我認為電磁學是一種可以理解，可測量且易於理解的解釋。IIRC電子漂移僅為幾十分之厘米/秒，與電纜中銅的體積相比，它們的質量很小（銅原子質量63.5，電子質量5.5e-4，即10e-5小），因此看起來幾個數量級太小，不足以解釋您的觀察結果。也許有人可以證明這一點。
非常有趣，感謝您的回答。我希望看到更多關於該現象的支持和解釋。
就像我一樣-我所擁有的只是個人觀察和少量理論知識。
gbulmer是正確的。對於給定的電流，直導體可以提供最小的局部磁場強度。導體中電流的變化（例如，當您初次接觸啟動器時）會產生變化的磁場。這又試圖在導體中感應出“相反”的電流。這些對立的力量解釋了指揮者的矯正。但是，效果只是短暫的。一旦電流恆定，就不會發生，因為恆定的磁場不會在任何東西中感應出電流。
@JamieHanrahan-如果“一旦電流恆定就不會發生”是正確的，那麼這並不能解釋；我已經看到，只要起動馬達處於啟動狀態，跳線就可以保持剛性。
嗯我會說它沒有“完全”解釋它。好吧，起動馬達的電流很難保持恆定。或者……可能更簡單一些：電纜周圍的磁場將其固定在汽車車身的適當位置。當然，您需要一個*改變*（任一方向）的磁場來感應電流。這就是為什麼不存在對直流的感應電抗的原因。
@JamieHanrahan,我想說的是，與鋼的接近性可以解釋這一點，但是只有當電纜與鋼相鄰而不是跨越車輛之間的寬闊空間時，這種方法才有用。
我仍然認為電動力學的解釋是足夠的。
Passerby
2014-08-27 13:17:16 UTC
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運動的膜或壓電材料顯然會產生聲波，但是“純淨”的電路（如變壓器或DC / DC斬波器（及其他））如何經常會聽到聲音？材料在微觀上隨電流而膨脹和收縮嗎？範圍。通常，這意味著20 Hz至20 kHz，但可以稍低或較高，並考慮到年齡/聽力損失。通常不會聽到高於或低於該範圍的任何振動（次聲或超聲）。幸運的是，該範圍是許多電路中常用的範圍，例如DC / DC斬波器，變壓器，EL面板逆變器，輕型電路的PWM，因此通常是副產品。

當然，人類/成人可能聽不到較高範圍內的可聞電子噪聲，但動物肯定也不喜歡。
user52047
2014-08-26 16:54:19 UTC
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這裡有很多理論。實際上，通常涉及電感器的散線。輕敲線圈（不要！!!!用螺絲刀之類的磁性物品：嘗試在CRT反激電路中的線圈上進行多次操作）可能有助於找到罪魁禍首，並使用合適的熱膠水或釘子拋光可能有助於使其得到控制。

問題更多的是為什麼會發生，而不是如何解決。
Guill
2014-08-30 10:37:51 UTC
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根據我的經驗，在大多數情況下，變壓器會發出噪音，這是由於層壓板鬆動或安裝鬆動所致。機械斬波器之所以發出聲音，是因為簧片會“斬斷”當前的運動/振動。顯然，任何運動的物體都會發出聲音。變壓器通常會產生60 Hz的嗡嗡聲，而斬波器取決於其設計的頻率（通常為400 Hz）。

我不認為這種材料會在微觀上膨脹和收縮，但是如果是這樣的話，它的頻率將是如此之高以至於聽不見。此外，它可能還不夠響亮。

ilkhd
2016-03-30 08:31:46 UTC
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唯一可以產生聲音的純粹非機械電路是微波發射器。但是它們會煮熟你的大腦。

我認為OP正在尋找在空氣中產生聲波的東西，而不是*被*感知為聲音的其他效果。


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