Провода от электрического тока могут гудеть, а могут трещать. Пока остановимся на гудении. Для того, чтобы это услышать, не обязательно идти под высоковольтную линию. Иногда достаточно просто включить электрический нагреватель в розетку и прислушаться.
Далеко не все нагреватели будут именно гудеть, но некоторые этак точно начинают издавать этот странный звук. Собственно, на процесс напрямую влияет конструкция нагревателя, но об этом чуть позже.
Кстати, ещё подобный эффект легко увидеть, если потереть рукой раму велосипеда под линией передач. Пальцы будут по ней не скользить, а как будто вязнуть и гудеть. При большей интенсивности воздействия тока, появился бы и слышимый звук.
В чём физика процесса?
Но что именно заставляет проводники издавать такие интересные, отчасти фантастические, звуки и как работает физика этого процесса?
Для начала стоит вспомнить, что у нас всегда сопровождает движущиеся заряды? Правильно, если в проводе есть электрический ток, то вокруг провода обязательно появляется и магнитное поле. Характеристики этого поля могут быть самыми разными и зависят от параметров электрического тока, породившего это поле.
Когда провода начинают гудеть, мы имеем дело сразу с несколькими физическими процессами. Один из них механический, а другой "магнитный".
Непосредственное механическое взаимодействие проводников
Под механическим процессом мы понимаем возникновение звука из-за поведения проводника подобно струне гитары. Представьте, что провод, который соединяет две мачты и натянут, как минимум, под действием собственного веса, работает как большая струна. В этом случае, он может испускать механические волны, или, правильнее сказать, колебаться сам. Такие колебания будут причиной появления и звуковых волн, которые являются ответом упругой среды на появление колебания от провода.
Остается найти резонаторы, для того, чтобы этот звук стал более слышим для нас с вами. Таким резонатором могут стать опоры или столбы, шкафы, корпуса прибора и прочие окружающий предметы.
Вот только остается вопрос откуда берется именно гудение. Тут всё также. Было бы здорово, если бы вы представляли себе поведение электрической гитары для легкого понимания этого примера. Там достаточно дотронуться до струны и поводить по ней пальцами, что вызовет звук очень похожий на гудение.
С учетом того, что проводник сам постоянно взаимодействует механически с разными предметами, вполне может наблюдаться аналогичный эффект. Кроме того, это мы ещё не учитываем, что ток у нас переменный. Это значит, что в какой-то момент "электричества" в проводе нет, а в какой-то момент меняется его направление. Магнитное поле тоже на это реагирует и смена "конфигураций" порождает такой звук. Кстати, стоит тут отметить, что если бы характеристики электрического тока были другие, то и гул был бы на другой частоте. А тут мы обычно получаем гул на 50 Гц, что соответствует сети.
Магнитное взаимодействие проводников
Теперь про магнитное взаимодействие. Оно возможно в том случае, если рядом есть два проводника с током. Очень хорошо это заметно именно на электрических линиях. Если характеристики магнитного поля в проводниках окажутся разными, то магнитные поля могут взаимодействовать друг с другом порождать колебания окружающей среды.
Когда магнитные поля отталкиваются, они сами гудят, раскачивая частички воздуха вокруг себя и ещё и создают механическое воздействие на провода, которые являются, как мы ранее выяснили, средой для появления механической волны или струной на гитаре.
Как гудит нагреватель?
Зная это, мы можем вернуться к нашему электрическому нагревателю и поймем, откуда там берется гудение. Гудящий нагреватель состоит из специального СТИЧ-элемента.
Это проводник, по которому проходит переменный электрический ток, а сам он нагревается, что следует из закона Джоуля-Ленца. Обратите внимание на специфическое расположение иголочек этого проводника. Каждая из них может быть как струной сама, так ещё и прекрасно будет взаимодействовать с окружающими объектами. Все они смогут играть и гудеть как механически, так и электрически.
Магнитные поля в этих иголочках обязательно будут разными и обязательно части будут отталкиваться. Да и сами поля будут взаимодействовать друг с другом, издавая характерный электрический гул. Помимо этого есть ещё металлический корпус, который помимо того, что является неплохим направленным в потолок, резонатором, будет взаимодействовать с полем.
Достаточно представить, как эти поля с разными характеристиками, проходят через каждое звено такого проводника и сразу же будет понятно, как появляется тут этот типичный электрический гул.
Обязательно подпишитесь на проект, оцените статью лайком и напишите комментарий! Это поможет развитию канала, а вы не пропустите новые интересные статьи
Советую также прочитать на нашем канале:
-----
