Kan vi bruke lydenergi til å gjøre støy til energiformer? Høres sprøtt ut, men vi oppdager ulike typer energi hele tiden-spesielt når det gjelder fornybar energi – og lydenergi er bare en annen type.

Rundt om i verden er det vanskelig å finne et sted at støy ikke er en del av landskapet. Fra brøl av trafikk til lyden av musikkinstrumenter, gjør mennesker mye støy. Det er mange forskjellige typer lyd som spenner fra det hørbare til det uhørbare.

Lydkilder kan være behagelige eller ubehagelige for det menneskelige øret, avhengig av lydstyrke, forskjellige tonehøyder, lydtyper, lydkilde og lydintensitet. Uansett, lydenergi reiser og avhengig av lydkilden og intensiteten, kan lyden noen ganger betraktes som en forurensende.

så hva er lydenergi, akkurat? Lydenergi gjør lyd til elektrisitet. Selv om vitenskapen om å snu lydenergi til elektrisitet fortsatt er i gang, har det blitt gjort. For eksempel er mikrofoner og høyttalere eksempler på at lyd blir elektrisk energi.

faktisk fant en gruppe unge videregående studenter ut hvordan de kunne produsere nok strøm med lydenergi til å slå på en lyspære. Admittedly, det er langt fra å generere nok strøm til å drive et hjem eller en hel by. Men det er en begynnelse og vitenskapen bak den utvikler seg. La oss lære mer om den spennende verden av lyd, inkludert lyd energi eksempler.

Hvordan Hører Vi Lydbølger?

høreapparatets mekanikk demonstrerer noen av lydenergiens mekanikk.

når vi hører en lyd, opplever vi lydbølger som trekker inn i ørekanalen og beveger trommehinnen, akkurat som et trommehode vibrerer når det rammes. Ulike lyder gjør forskjellige vibrasjoner som påvirker hvordan trommehinnen beveger seg.

vibrasjonene beveger seg fra trommehinnen via ossiklene til cochlea( et væskefylt organ), noe som forårsaker overflatebølger som rammer hårceller. Avhengig av plasseringen av hårcellene i cochlea, hører hjernen «høy – eller lavfrekvente lyder via hørselsnerven. Det oversetter deretter de første vibrasjonene av luftmolekylene i lydbølgen til lyder vi forstår.

i fysikk er studiet av lyd kjent som akustikk og inkluderer alle lydkonstruksjoner.

Hva Er Definisjonen Av Lydenergi?

enkelt sagt kommer lydenergi fra vibrasjoner som beveger seg gjennom noe. Faste stoffer, væsker og gasser overfører alle lyd som energibølger.

Lydenergi er resultatet når en kraft, enten lyd eller trykk, får en gjenstand eller substans til å vibrere. Den energien beveger seg gjennom stoffet i bølger. Disse lydbølgene kalles kinetisk mekanisk energi.

Hvorfor Kalles Lydbølger Mekaniske Bølger?

Lydbølger kalles noen ganger mekaniske bølger fordi lydbølger krever et fysisk medium for å forplante seg. Væsker, gasser eller faste materialer overfører trykkvariasjonene, og skaper mekanisk energi i bølger.

som alle bølger har lydbølger topper og daler. Toppene kalles kompresjoner, mens rarefaction er begrepet som brukes for nedturer.

oscillasjonene mellom kompresjon og rarefaction beveger seg gjennom gassformige, flytende eller faste medier for å produsere energi. Antall kompresjons – / sjeldnere sykluser i en gitt periode bestemmer frekvensen av en lydbølge.

Forskere måler lydenergiens intensitet og trykk i Pascal og desibel. Lydbølger kalles også noen ganger trykkbølger fordi trykket i lydbølgen beveger partiklene gjennom hvilke det passerer.

Hvordan Måles Lydbølger?

kilde

Bølgelengde, periode, amplitude og frekvens er de fire primære delene av en lydbølge, uavhengig av bølgetypen og mediet som lyden beveger seg gjennom.

• Bølgelengde: Tenk deg en bølge som reiser langs en horisontal akse; i så fall måles bølgelengden som den horisontale avstanden mellom to påfølgende og ekvivalente punkter på bølgen. Således er en enkelt bølgelengde i grunnleggende termer en syklus mellom de to like punktene.
• Periode: en bølgelengdeperiode er tiden det tar en enkelt bølgelengde å passere et bestemt punkt. Generelt indikerer en lengre periode en lavere tonehøyde.
• Amplitude: vi måler lydamplitude (styrke eller nivå av lydtrykk) av lydbølgens høyde. Det er relatert til lydens relative volum. Når bølgens amplitude er signifikant-fra en høy lyd – er bølgen høy. Omvendt er også sant; mykere lyder produserer bølger med mindre amplitude. Lavere volum tilsvarer lavere desibel (dB) nivåer; en desibel måler lydintensitet. Null desibel tilsvarer de roligste lydene et menneskelig øre kan høre. Desibel øker med en faktor på seks. En normal talende stemme er 60 dB.
• Frekvens: Hertz (Hz) måler en lydbølges frekvens. Hertz måler en lydbølges sykluser per sekund som passerer et settpunkt på den horisontale aksen. (Husk at hver prosess har en komprimering og en sjeldenhet.) Frekvensen lydbølger måles i hertz. Derfor Angir Hertz (Hz) antall sykluser per sekund som passerer et gitt sted. For eksempel, hvis du snakker, vibrerer membranen ved 900 Hz, genererer membranen 900 kompresjoner (økt trykk) og 900 sjeldnere (redusert trykk). Pitch er en funksjon av hvordan hjernen tolker lydfrekvens. En høyere tonehøyde er resultatet av høyere frekvens; lavere frekvens oversettes som lavere tonehøyde.

Er Lydenergipotensial Eller Kinetisk Energi?

når energi kan gjøre arbeid, men ikke aktivt bruker kraft, kalles det potensiell energi.

i fysikk måles arbeidet ved den overførte energien. Når noe flyttes over en avstand av en ekstern kraft, er det arbeid.

den spolede våren Til En Slinky er et eksempel på potensiell energi. Inntil våren er utgitt, gjør den ikke arbeid. Arbeidet skjer når våren beveger seg (frigjøres), blir kinetisk energi. Kinetisk energi er bevegelsesenergien.

Lydenergi kan være begge: enten kinetisk energi eller potensiell energi.

et eksempel kan være et musikkinstrument. Når instrumentet spilles, genererer det lydbølger, som produserer kinetisk energi. Men når det samme musikkinstrumentet er i ro, er bare potensialet for energi der.

Deler Lydbølger Egenskaper og Atferd?

i tillegg til en bølges primære bestanddeler — frekvens, amplitude, bølgelengde og frekvens — kategoriserer forskere bølger basert på tre kjennetegn: langsgående, tverrgående og overflate bevegelse.

Ved hjelp av bevegelsen av et mediums partikler i forhold til kjøreretningen er en standard metode for å skille typen bølge.

for å forstå tverrbølger, snakker vi om Slinky igjen. Tenk På En Slinky bevegelse som hånden veksler opp og ned. Energien til denne «aktiverte» Slinky beveger seg vertikalt langs kjøreretningen, forflytter spolene (som i dette tilfellet representerer bølgepartikler) opp og ned.

Typer av tverrbølger inkluderer:

• Vibrasjoner i en gitarstreng
• sportsfans som står opp og setter seg ned i en synkron bølge rundt et idrettsstadion
• Elektromagnetiske bølger,som lys og radiobølger

på den annen side beveger langsgående bølger bølgens energi til høyre eller venstre langs bølgens horisontale akse. Så Vår Slinky, når den strekkes ut horisontalt og pulserende horisontalt som et trekkspill, vil pulsere horisontalt langs sin venstre-høyre kjøreretning parallelt med bølgens akse.

Lydbølger er langsgående bølger, det samme er ultralydbølger og seismiske p-bølger.

hovedkarakteristikken for en overflatebølge er partikkelens sirkulære bevegelse. Bare partiklene på mediumets overflate beveger seg sirkulært; bevegelsen avtar når partiklene beveger seg bort fra overflaten.

Hva Er Eksempler På Lydenergi?

kilde

Lydenergi oppstår når et objekt vibrerer. Støy, enten innenfor menneskets rekkevidde av hørsel eller ikke, er lydenergi. Sonar, ultralyd (større enn 20 kilohertz) musikk, tale og miljøstøy er alle former for lydenergi.

enten fra et livløs objekt eller et sentient vesen, kommer lyder fra overalt. Noen er hyggelige for vår hørsel, noen er ikke. Vurdere disse lyd energi eksempler og hvordan de gjør du føler:

• den høye, delikate krible eller de dype, levende toner av en vind klokkespill
• motoren rumling, skrikende dekk, blaring radioer, og knirkende bremser av trafikk
• Babyer gråter, babler, skriker, og fniser
• Hunder bjeffer, knurrer, eller hyler
• Telefoner ringing, summende eller jingling
• regn patter, hylende vind og torden
• katter maler, Mjauer og skraper
• mennesker og dyr puster, snorker, nyser eller hvesing
• steking, knitring, koking, hakking og banging av en travel hverdag kjøkken
• Bølger krasjer og trekker seg
• Motorer som kjører, revving, dunkende og brølende
• den myke, høyt, brassy, glatt, dyp, reedy, hes, og distinkte lyder av musikk
• den lave, stødige hvit støy av klimaanlegg

Selv når det er tilsynelatende stille, er det alltid lyd.

Hvordan Produserer Lydenergi Elektrisitet?

Lydvibrasjoner kan bli elektrisk energi gjennom prinsippet om elektromagnetisk induksjon. Elektromagnetisk induksjon genererer elektrisk strøm ved hjelp av et magnetfelt.

når et magnetfelt og en leder, for eksempel en trådspole, beveger seg i forhold til hverandre, oppstår elektromagnetisk induksjon. Så lenge lederen er i en lukket krets, strømmer strømmen hvor lederen krysser linjene i den magnetiske kraften.

Hva Er Piezoelektrisitet og Hvordan Relaterer Det Seg Til Lydenergi?

Piezoelektrisitet bruker unike krystaller for å konvertere mekanisk energi-i dette tilfellet lydbølgeenergi – til elektrisk energi.

under kompresjon fungerer krystallene som ledere. Når krystaller komprimeres, endres strukturen og krystallet oppnår en nettoladning. Denne ladningen kan konverteres til en elektrisk strøm.

Andre materialer, som bein, spesiell keramikk og emalje, er også piezoelektriske ledere. Disse materialene har til felles evnen til å produsere en intern elektrisk ladning på grunn av påført mekanisk stress.

ved hjelp av svært høyfrekvente lydbølger-frekvenser 100 millioner ganger høyere enn folk kan høre-piezoelektriske materialer blir elektriske signaler som avgir lysbølger i terahertz frekvensområdet.

Piezoelektrisitet forener de elektriske og mekaniske tilstandene til det piezoelektriske materialet. Under kompresjon har materialet en strømstrøm som endrer polarisasjonen til å bli en elektrisk ladning, kjent som et nettdipolmoment.

Hva Er Fremtiden For Elektrisk Energi Generert Av Lydenergi?

som vi vet fyller lyder hele tiden vårt akustiske miljø. Som all energi har lydenergi potensial til å generere elektrisitet. Akkurat som solen gir ubegrenset solenergi og brisen gir vindenergi, er lydenergi fornybar fordi levende vesener og insentientobjekter produserer konstant lyd.

mens lydbølger og energiproduksjonsprinsipper lenge har blitt forstått, er teknologien for å konvertere lydenergi til elektrisitet i sin barndom.

men når forskere og teknikere undersøker og forbedrer teknologiene som er involvert i lydgenerert elektrisitet, kan lydenergi produsere masse elektrisitet en dag.

hvis det høres ut som en pipedrøm, husk at sol – og vindkraft en gang var utenfor vår forståelse også.

Brakt til deg av justenergy.com

alle bilder lisensiert Fra Adobe Stock.
Utvalgt bilde: