Находясь рядом с высоковольтными линиями электропередач, особенно после сильного дождя, сами линии издают жужжащий шум. Подобный шум слышен из электросчетчиков, прикрепленных к моей квартире.
Я слышал раньше, что это предположительно из-за переменного тока 60 Гц, который проходит по линиям, а именно, что гудение - это те же 60 Гц, что и в линиях.
Я скептически отношусь к этому по нескольким причинам:
Какова истинная причина этого жужжания?
РЕДАКТИРОВАТЬ: Я только что провел некоторое время, играя с генератором тона, и шум, который я слышу от этих вещей, звучит ближе всего к 120 Гц с использованием прямоугольной или треугольной волны. (Как ни странно, не синусоида, как я ожидал) Возможно, это поможет?
Гудение, которое вы слышите вокруг всего электрического, имеет частоту 120 Гц, потому что несовершенная синусоида 60 Гц имеет сильные гармоники на частоте 120 Гц, которые вы, вероятно, услышите выше 60 Гц из-за частот, которые наши уши улавливают лучше всего.
Гудение, которое вы слышите от источников питания, трансформаторов, измерителей мощности, высоковольтных распределительных коробок (в которых есть катушки и тому подобное) и т. д., связано с тем, что магнитное поле в катушках трансформатора представляет собой физическую силу, действующую на черные металлы (именно так динамики Работа). Несмотря на то, что вы можете увидеть катушку, состоящую из лакированной проволоки, которая очень плотно приклеена или залита эпоксидной смолой, магнитная сила все еще слегка дергает эти проволоки, вызывая сильную вибрацию. Это не обязательно должен быть сам провод катушки, это может быть любой металлический предмет вокруг катушки. Сила есть, и она толкает и тянет этот металл вперед и назад со скоростью 120 раз в секунду.
Для высоковольтных линий снаружи на столбах дело обстоит иначе. То есть, если вы не находитесь рядом с какими-либо трансформаторами, как вы видите на этих больших распределительных участках. То, что вы слышите, не является коронным разрядом (поскольку он в основном тихий, если только вы не услышите и не увидите искрение при полном выходе из строя). После дождя или при повышении уровня влажности воздуха на керамических изоляторах, удерживающих кабели, образуется конденсат. Вы заметите, что они имеют странную форму, напоминающую маленькие полукупола, чтобы потоку воды было труднее установить соединение между линией под напряжением и землей (или другой фазой). Однако они не идеальны, и когда на них попадает дождь или влага, это может создавать более короткие пути для течения. То, что вы слышите, это крошечные всплески воды, выкипающей из изоляторов.
Причиной этого является то, что известно как «магнитострикция», то есть деформация, вызванная магнитной решеткой из-за магнитной природы материала. Довольно хорошее объяснение жужжащих шумов в трансформаторах можно найти в статье « Магнитострикция» (она же: «Почему трансформаторы гудит») , но суть в том, что ферромагнитные домены в сердечнике трансформатора подвергаются 60-герцовым (в США) колебаниям магнитного поля. поля из-за переменного тока. Из-за электрического цикла на сердечник приходится два удара за одно колебание переменного тока, поэтому напряжение меняется на частоте 60 Гц, что создает шум на частоте 120 Гц, который мы можем идентифицировать как ноту «великая си».
Ну, это всего лишь ссылка из Википедии , но там сказано, что для высоковольтных линий электропередач может быть коронный разряд. Для трансформаторов или других объектов, содержащих катушки, он может быть магнитным. Мне кажется, для вещей с переменным током довольно сложно сделать так, чтобы они не гудели. Если вам интересно, как это звучит, на этой странице есть несколько записей, но вам, возможно, придется удвоить частоту (подняться на одну октаву), потому что для сигнала 60 Гц напряжение и/или ток достигают максимума 120 раз в секунду.
Почти все здесь считают магнитострикцию причиной гула. Это, безусловно, имеет место для трансформаторов, в которых большое количество ферромагнитного материала помещено в ламинированные листы для формирования сердечника, но это сомнительное объяснение в случае линий электропередач. Линии электропередач не имеют достаточно магнитного материала, чтобы произвести достаточно большую деформацию, чтобы вызвать громкий гул, который может заметить прохожий. Более вероятная причина, особенно упоминается, что гул замечается, особенно после прохождения поезда, - это вихреобразование.
Ветровой поток, обтекающий проволоку с достаточно большой скоростью, порождает серию вихрей, которые периодически сбрасываются, образуя так называемую вихревую дорожку фон-Кармана в кормовой части тела обтекания. Теперь это явление сохраняет фантастическую периодичность для разумного диапазона чисел Рейнольдса. Этот эоловый эффект называется галопом проводника для низких частот и флаттером для высоких частот, что соответствует «пению» линий электропередач.
Как вы можете сделать вывод из ответов здесь, есть как минимум два правильных (и разных) ответа. Магнитное поле существует вокруг объекта с током. Это поле взаимодействует с магнитным полем Земли, создавая силу, которая действует на проводник с током. Есть некоторое движение провода, вызванное окружающим его магнитным полем. Провода высокого напряжения изготовлены из стали, плакированной алюминием). ). Трансформатор работал как динамик Lo-Fi за счет движения обмотки трансформатора на звуковых частотах (модулирующий сигнал). Точно так же обмотки двигателя будут создавать звук с частотой 60 Гц плюс множество гармоник (кратных) звука при питании от дешевого (прямоугольного) инвертора.
Это единственное объяснение, которое я могу придумать: сила Лоренца из-за магнитного поля Земли.
Сделаем грубую оценку:
Допустим, у нас есть какая-то линия электропередач на 1000 А (должна подойти для провода 100 мм ^ 2), 200 метров между опорами.
F = 200 метров * 1000 А * 40 микротесл (некоторое среднее магнитное поле Земли) = 8 ньютонов (в данный момент не смотрите под углом, зависит от положения и местоположения)
В то время как 8 ньютонов сами по себе не так много, чтобы значительно сдвинуть тяжелые провода на частоте 50/60 Гц (этот образец провода будет весить около 180 кг), если линия будет иметь какой-либо механический резонанс на частотах, кратных 50/60 Гц, вибрация будет усиливаться и будет существенной для слышимый звук.
Олин Латроп