「純粋に」電気回路はどのようにして音を発することができますか？

動いている膜や圧電材料は明らかに音波を生成しますが、変圧器やDCDCチョッパー（およびその他）などの「純粋な」電気回路は、しばしば可聴ノイズを持つことができますか？材料は、電流によって顕微鏡的に膨張および収縮しますか？

あなたが本当に求めているのは、電気回路がどのように小さな動きを引き起こすかということです。結局のところ、音は空気の動きです。

答えは、電界または電流が力または動きを引き起こすさまざまな方法があるということです。これらの効果は、さまざまなトランスデューサーの設計に活用されます。これらのトランスデューサーは、小さな動きを意図的に引き起こしたり、感知したりするために存在します。ただし、これらのトランスデューサーが機能することを可能にする物理法則は、トランスデューサーのケースの外側で止まりません。それらはどこにでも存在するため、多くのものは意図しないトランスデューサです。違いは、通常、トランスデューサのように意図的に設計されていない場合、効果はかなり弱いことです。

これらの効果の一部は次のとおりです。

1. 静電力。異なる電圧の2つのオブジェクトは、それらの間に力を持ちます。力は電圧に比例し、距離に反比例します。これは、風船を猫などに擦り付けた後、風船が髪にくっつくのと同じ力です。通常の回路では、この力は非常に弱く、導体はそれよりもはるかに強く所定の位置に保持されます。それでも、高電圧回路を使用すると、この音が聞こえる場合があります。

2. 電気力学的力。移動する電荷は、その周囲に円形の磁場を作成します。磁場は電流に比例し、ワイヤをコイルにループさせることで非常に強くすることができます。この磁場は物を動かすために作ることができ、ソレノイド、モーター、スピーカーの動作の基礎となります。

   正しい方向の磁場を通って流れる場合、移動する電荷も同様に力を受けます。ほとんどのスピーカーは実際にこの原則に基づいて動作します。強力な永久磁石が固定され、コイルが移動し、スピーカーコーンの中心が移動するように作られています。同じことはどのインダクタでも起こります。電流が流れるワイヤの各部分は、全体的な磁場のためにある程度の力を受けます。トランスフォーマーから聞こえるバズの一部は、個々のワイヤーが少しずつ動くことです。

3. 圧電効果。たとえばクォーツなどの一部の材料は、印加電界の関数としてサイズまたは形状がわずかに変化します。いくつかの小さなイヤホンは、この原理で動作します。この原理に逆に作用する「水晶」マイクもあります。つまり、水晶に力を加えると水晶が電圧を発生します。一般的なバーベキューグリルの点火装置は、クォーツクリスタルを激しく叩き、突然火花を発生させるのに十分な高電圧を作り出すことにより、この原理に基づいて動作します。

   一部のコンデンサ材料はこの効果を十分に発揮するため、回路基板にしっかりと取り付けると可聴音が発生します。セラミックが耳障りな泣き声を引き起こしているという理由だけで、ボードを一度回転させて、セラミックキャップを電解質に交換する必要がありました。

4. 磁歪効果。これは、圧電効果の磁気アナログです。一部の材料は、適用される磁場に応じて形状またはサイズが変化し、この効果も逆に作用します。私はこの効果を利用した磁気センサーに取り組んできました。

   トランスとインダクタの材料は、この効果がないように選択されていますが、とにかく少量があります。磁場が変化すると、インダクタのコアのサイズは実際にはわずかに変化します。これは、特に、回路基板のように、空気に対してより大きな領域を提供するものにインダクタが機械的に結合されている場合、可聴音を引き起こす可能性があります。

理想的なインダクタまたは変圧器は純粋に電子的なコンポーネントかもしれませんが、実際のインダクタまたは変圧器は（急速に変化する）磁場を生成します。そのようなコンポーネントの設計目標は、その磁場をコンポーネント内（例えば、強磁性コア内）に維持することですが、それは100％達成されません。「漏れる」磁場は物を動かし（振動させ）、これらの物は周囲の空気を同様に動かします。プレスト：（不要な）電磁スピーカー。

同様の効果は、導電性プレートが電圧に応じて互いに引き合う高電圧コンデンサでおそらく得られます。これは静電スピーカーに対応します:)

3番目の効果は、コンポーネントの（不要な）圧電効果です。これが実際に観測可能なレベルに当てはまるかどうかはわかりません。

材料を膨張または収縮させるのではなく、トランスまたはインダクタベースの回路で音を発します。しかし、部品は動いています。

変圧器は、交流電磁界によって引き起こされる大きな機械的力の影響を受けます。それにより、ワイヤとラミネーションが移動し、音が発生します。DC-DCコンバーターには、多くの場合巻線インダクターがありますが、これも同じ理由で動きます。

もう一つあります

電界および/または放電の曝露により周囲のプラズマまたはガスの特性が変化することによる音

William Duddellによって1900年頃に発見された「Singing Arc」に基づいて、イオノフォンまたはプラズマスピーカー/トゥイーターと呼ばれる（実際にスピーカーで使用される）プラズマを充電して音波を生成し、プラズマ内のプラズマのサイズを変更します通常、電極間の狭いフィールド。動かさなければならない質量が非常に小さいため、このスピーカーは電極に送られる波を非常に正確に再現でき、特に高周波に適しています。

まだ触れていないもう一つの効果は、負荷の下でワイヤー矯正である-ワイヤがない現在は、微視的または目に見えているかどうか、それらを通過する際に真っ直ぐにする傾向があります。電源トランスの巻線内のワイヤは、1秒間にわずか100〜120回真直ぐにしようとします（地方自治体の電力の周波数に応じて）。

この現象は、小さなジャンパーケーブルで車両を「ジャンプスタート」するときに、特に始動する車両のバッテリーが著しく消耗している場合に、非常に簡単に観察できます。スターターが接続されている場合、ジャンパーケーブルが「ジャンプ」して、負荷がかかった状態でわずかに真っ直ぐになると硬くなることがよくあります。

可動膜または圧電材料は明らかに音波を生成しますが、変圧器やDC / DCチョッパー（およびその他）などの「純粋に」電気回路が可聴ノイズを持つことが多いのはなぜですか？材料は、電流で微視的に膨張および収縮しますか？

他の人は素材がうまく動くことについて説明していますが、重要な点は、可聴ノイズは人間の可聴範囲内での移動を必要とすることです。通常、これは20 Hz〜20 kHzを意味しますが、年齢/聴力損失を考慮して、わずかに低くも高くもできます。通常、その範囲を超えて振動するもの（超音波または超音波）は聞こえません。幸運にも、その範囲は、DC / DCチョッパー、トランス、ELパネルインバーター、PWM for Light Circuitsなど、多くの回路で一般的に使用されているため、多くの場合、副産物です。

ここには多くの理論があります。実際には、通常、インダクタのゆるんだ配線が関係します。コイルをタップする（ドライバーのような磁気のものではない!!!! CRTフライバック回路のコイルでそれを試すのは2回以上しないことです）犯人と適切な暖かい接着剤または爪を見つけるのに役立つかもしれませんポリッシュはそれを制御するのに役立つかもしれません。

私の経験から、ほとんどの場合、トランスがノイズを発生させるのは、ラミネーションの緩みや取り付けの緩みです。機械式チョッパーは、電流を「チョップ」するリードが移動/振動するため、ノイズを発生します。明らかに動くものは何でも音を出します。トランスは通常60 Hzのハムを生成しますが、チョッパーは設計された周波数（通常は400 Hz）に依存します。

材料が微視的に膨張したり収縮したりするとは思わないが、もしそうだとすると、周波数は非常に高くなり、聞き取れなくなるだろう。さらに、十分な音量ではない場合があります。

音を生成できる純粋に非機械的な回路は、マイクロ波送信機のみです。しかし、彼らはあなたの脳を調理します。