Language
Country/Area
No result found
Sumber suara yang mengejutkan: Tahukah Anda bagaimana induktor dan transformator mengeluarkan suara?
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering mendengar suara dengungan atau desisan yang berasal dari peralatan listrik. Sumber utama suara ini sering kali adalah induktor dan transformator yang tidak terlalu kita perhatikan. Fenomena ini disebut kebisingan yang disebabkan oleh elektromagnetik, yang disebabkan oleh getaran material di bawah rangsangan gaya elektromagnetik. Dalam artikel ini, kita akan membahas mengapa perangkat ini mengeluarkan suara dan cara menjelaskan suara yang membingungkan ini.
Kebisingan yang disebabkan oleh elektromagnetik adalah suara getaran signifikan yang disebabkan oleh material di bawah rangsangan gaya elektromagnetik.
Kebisingan yang disebabkan oleh elektromagnetik, sering disebut kebisingan kumparan, berasal dari medan elektromagnetik yang dihasilkan saat peralatan listrik beroperasi. Medan ini menyebabkan getaran halus pada material di dalam perangkat. Ketika frekuensi getaran ini berada di antara 20 Hz dan 20 kHz, getaran ini membentuk suara yang dapat didengar. Peralatan seperti induktor, transformator, dan motor berputar tertentu merupakan penghasil utama suara ini. Fenomena akustik ini dapat dilihat sebagai padanan dari mikrofonik, yang menjelaskan bagaimana getaran mekanis atau suara dapat menyebabkan gangguan elektronik yang tidak diinginkan.
Konsep Dasar Derau Elektromagnetik
Sumber gaya elektromagnetik terletak pada keberadaan medan elektromagnetik, yang meliputi gaya yang disebabkan oleh tensor tegangan Maxwell, magnetostriksi, dan gaya Lorentz. Ketika gaya-gaya ini ditransfer antara media yang berbeda, gaya-gaya ini menyebabkan deformasi material dan menghasilkan getaran serta derau yang berbeda. Ketika frekuensi alami mode struktural bertepatan dengan frekuensi gaya elektromagnetik eksternal, getaran ini diperkuat, sehingga menghasilkan suara yang lebih keras. Sederhananya, suara ini adalah resonansi material yang disebabkan oleh perubahan medan listrik dan magnet.
Derau elektromagnetik pada motor
Pada motor listrik, gaya elektromagnetik menyebabkan perubahan torsi, yang pada gilirannya menyebabkan getaran torsional pada rotor dan stator. Terutama pada mesin sinkron magnet permanen, "torsi cogging" merupakan perubahan signifikan yang menyebabkan derau yang disebabkan oleh struktur. Ukuran dan tingkat keparahan kebisingan ini sering kali bergantung pada desain perangkat, kondisi kerjanya, dan sifat bahannya.
Kebisingan yang ditimbulkan oleh struktur berasal dari penyebaran getaran sumbu rotor. Ketika getaran ini memengaruhi rangka dan sumbu, kebisingan tambahan akan dihasilkan.
Karakteristik Akustik Induktor dan Transformator
Pada induktor, energi elektromagnetik disimpan dalam celah udara sirkuit magnetik, dan kebisingan yang ditimbulkannya terkait erat dengan bahan celah udara dan geometri sirkuit magnetik. Hal yang sama berlaku untuk transformator, di mana magnetostriksi pada belitan dan inti laminasi dapat menyebabkan getaran dan kebisingan ketika beban berubah. Kapasitor dapat menyimpan tegangan dan juga menghasilkan efek elektroakustik ketika tegangan tidak stabil. Ini disebut efek "kapasitor bernyanyi", dan semua yang ditimbulkannya mengejutkan.
Metode untuk mengurangi kebisingan elektromagnetik
Teknik untuk mengurangi kebisingan dan getaran elektromagnetik secara khusus mencakup peningkatan desain, seperti memilih kombinasi slot/kutub dan desain lilitan yang tepat, menghindari resonansi, dan meningkatkan sifat peredaman material. Selain itu, perubahan pada perangkat tertentu, seperti menambahkan lapisan lem ke TV, dapat secara efektif mengurangi "kebisingan kumparan". Solusi sederhana ini sering kali dapat meningkatkan pengalaman pengguna secara signifikan.
Peningkatan dalam desain akustik telah difokuskan pada pengurangan intensitas eksitasi elektromagnetik dan intensitas respons struktural untuk mengurangi kebisingan.
Contoh Eksperimental dan Simulasi Digital
Untuk memahami cara kerja kebisingan elektromagnetik, ada baiknya melakukan eksperimen atau simulasi numerik. Contoh efek akustik berbeda yang diamati dengan menggerakkan medan magnet DC atau menerapkan arus frekuensi variabel tidak hanya meningkatkan pemahaman kita tentang pembangkitan kebisingan, tetapi juga bagaimana fenomena ini terjadi ketika teori fisika yang benar diterapkan.
Baik itu peralatan statis maupun peralatan berputar, keberadaan kebisingan elektromagnetik merupakan topik yang sangat besar dan kompleks. Mempelajari dan memahami suara yang dihasilkan oleh perangkat ini dapat membantu kita tidak hanya meningkatkan efisiensi dalam desain motor, tetapi juga meningkatkan pengalaman menggunakan berbagai produk dalam kehidupan sehari-hari. Namun, bagaimana fenomena ini akan memengaruhi desain peralatan masa depan dan penggunaannya?
