世界が化石燃料への依存を減らしながら、エネルギーに対する飽くなき食欲を養うための代替燃料源を探し続
音のエネルギーに関する調査は長年にわたって進行中であるが、エネルギー源としての音の使用はまだ初期段階にある。 この記事では、音エネルギー、その様々な用途、および代替エネルギー源としての生存率が何を意味するのかを見ていきます。
音エネルギーとは何ですか？
エネルギーにはさまざまな種類があり、音のエネルギーは音波の振動から生じます。
しかし、これは実際にどのように起こるのですか？ 外乱が物体または物質を振動させると、振動によって生成されたエネルギーは音波として物体を通過する。 振動する物体または物質は、固体、液体、または気体のいずれかでなければなりません。
空気のような物質の中で手を振るような基本的なものは、音波につながる十分な振動を引き起こすでしょう。 これらの手段によって生成された音波は、人間が聞くのに十分な大きさではありませんが、原理は私たちの鼓膜に聞こえる音波についても同じです。 振動により物質の分子は互いにぶつかり、音波の生産をもたらすノックオンの効果を作成します。
波には主に縦波（または圧縮波）と横波の二つのタイプがあります。 縦波は、波が物質に作用する力と同じ方向に移動するときに形成される。 波が最もコンパクトである領域は圧縮と呼ばれ、波が最も拡張されている領域は希少性と呼ばれます。
横波は、一方で、加えられた力に垂直な方向に移動します。 縦波は、固体、液体、または気体の3つの物質のいずれかで発生する可能性がありますが、横波は固体を介してのみ移動できます。
これらの音波を発生させる振動は私たちの耳で感じられ、それはそれらを意味します。 人間の耳が音の振動を検出するためには、毎秒20振動から毎秒20,000振動の間のどこかで動いている必要があります。 毎秒より多くの音の振動は、より高い音を示します。 これらの音の振動は、音の周波数を示すヘルツで測定されます。
ただし、音のラウドネスはデシベル(dB)単位で測定され、通常の会話は約60dBです。
音のエネルギーはどのように使われていますか？
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他の電源の代替として可能な音エネルギーに注意を払うことは比較的新しい現象ですが、私たち人間が長い間重要な活動に使用してきた音エネルギーの例があります。
健全なエネルギーの一例は、命を救うことに貢献しています。 パイロットは、エンジンのトラブルを経験している飛行機から救済し、彼らは海で下るとき、彼らは健全なエネルギーを放出する小さな爆発的な電荷を解放することができます。
小さな爆発物の音は、SOFARまたは音固定および測距チャネルとして知られる深い音チャネルに閉じ込められているため、深海で数千メートル移動します。 音は海の特別な装置によってそれから取ることができ、確認されるダウンされた操縦者の位置は救助を可能にする。
音エネルギーのもう一つの例は、私たちの多くによく知られているものです—超音波の使用。 超音波は、胆嚢と腎臓結石を分割するために使用することができる非常に高周波縦波で構成されています。 また、一般的に女性の妊娠中の医療画像目的のために使用されています。
音エネルギーの第三の例は、通常は人間に関連していないものです—エコーロケーション。 イルカ、クジラ、コウモリなどの動物は、彼らがナビゲートし、狩りを助けるためにエコーロケーションを使用することは一般的な知識です。 これらの生き物は、物体から跳ね返る音波を送り、エコーとしてそれらに戻り、その経路内の獲物や障害物の位置を示します。
しかし、あなたは何人かの人間もエコーロケーションを使用することを知っていましたか？ いくつかの視覚障害者や視覚障害者は、舌で音をクリックしたり、杖でタップしたりすることによってそうします。 それらが作成する音波は目的の跳ね上がり、位置、サイズおよび質についてのそれらに知らせるのに役立つ。
健全なエネルギーは化石燃料に取って代わることができますか？
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研究者は、過去数十年にわたって再生可能エネルギーの一つとして音エネルギーを調査してきました。 研究者は、音のエネルギーには2つのタイプの機械的エネルギー（ポテンシャルと運動）が含まれているため、仕事をする能力があることを意味します。 ポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの違いを説明するガイドの詳細をご覧ください。
しかし、音のエネルギーを動力源として活用する技術は、まだ大規模に利用できる段階には達していません。 例えば、空気のドリルの音、私達のほとんどが余りに強い見つける何かは同じ区域上の太陽エネルギーが680ワット多くを作り出す一方、平方メートルごとのエ
それにもかかわらず、私たちの環境における音の普及は、音のエネルギーを力に利用することを魅力的な見通しにしています。 科学者はこれを音響エネルギーハーベスティングと呼んでおり、電源としての可能性に関する研究は、主にヘルムホルツ共振器、音響メタマテリアル、熱音響エンジンの三つの技術に焦点を当てている。 それでは、すべての三つを詳しく見てみましょう。
ヘルムホルツ共振器
ヘルムホルツ共振器は、音を増幅または吸収するために使用されます。 ある実験では、研究者は鉄道駅で音をキャプチャし、増幅するために、このプロパティに描きました。 彼らはその後、発電機モジュールの助けを借りて、音のエネルギーを電気エネルギーに変換しました。 結果として得られた出力は、小型の電子デバイスを動作させるのに十分であった。
音響メタマテリアル
これらのタイプの材料は、特定の目的を達成するために音波を操作するように設計されています。 健全なエネルギーを利用するために開発されているそれらは入って来る音波を増幅し、電気エネルギーへの転換を可能にするために音波からのエネル 圧電気の構造は音響のmetamaterialsを設計するために一般的です。
熱音響エンジン
これらのタイプのエンジンは、熱を音のエネルギーに変換し、そこから電気エネルギーを回収します。 Thermoacousticエンジンは使用するために容易な、信頼できる技術として考慮される。 しかし、他の2つとは異なり、エネルギーハーベスティングプロセスを駆動するために外部電源に依存しています。 その用途の中には、排出量を削減するための自動車排気排熱の回収があり、それは電気エネルギーが回収される健全なエネルギーに変換される。
しかし、これらの音響エネルギーハーベスティングの方法は、現実世界での適用には限られています。 一つの理由は、いくつかの方法は、現代の生活の中で音の収穫のために利用可能な音の多くは、広帯域の周波数範囲にあるのに対し、周波数の狭い帯域 連合の制限は、音響メタマテリアルの場合のように、音を収集するために使用される領域は、典型的には非常に小さいので、多くのエネルギーを収集する
健全なエネルギーは再生可能エネルギー源ですか？
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再生可能エネルギー源としての音響エネルギーの使用は、まだ実験段階にあります。 そのような実験の1つは、3つのバスステーションで発生する騒音を捉えました。 音響のmetamaterialsの援助によって、即ち圧電気、それは電気エネルギーにこの騒音を変えた。
研究者らは、街灯に電力を供給するために使用できる「緑の持続可能な電気エネルギー」を創出しながら、再生不可能なエネルギー源の使用を減らすこ 彼らが日常的に音を捕捉した場所は約80デシベルの騒音レベルを有し、捕捉されたエネルギーは約0.024ワット時間を約1.5メートル平方の領域から得た。
しかし、いくつかの企業が商業規模でこの形式のエネルギーを使用して前進しているようです。 Resodyn Corp.によって開発されたResonantAcoustics Mixing（RAM）として知られているエネルギー資金を供給された技術の部門は、製造プロセスの主要部分として混合を行う産業で使用す
音波振動は、セラミックス、食品、医薬品の製造、水処理などの液体やスラリーを混合するために使用されます。 これまでのところ、同社は米国と海外の両方でミキサーを販売しており、広く様々な容量のミキサーを導入しています。
再生可能エネルギーとしての健全なエネルギーのもう一つの商用アプリケーションは、航空機メーカーのボーイングによって行われています。 同社は、空港で離陸するジェット機からの音を収穫し、その音を電力として使用するために電気に変換する技術について2015年に特許を申請した。
オーストラリアのRMIT大学の研究者によって、さらに別の特許を取得した音響エネルギー応用が開発されました。 そこの科学者たちは、針を使用するのではなく、吸入によって予防接種を提供するために高周波音波を使用する技術の特許を取得しています。
音エネルギー技術のさらなる実用化には、ノッティンガム大学の研究者が開発した音波調理器が含まれており、音エネルギーを使用してストーブに電力を供給するための電気を生成する。 36ワットの電力を生産するストーブは、アジアでテストされています。 サハラ以南のアフリカやアジアの一部の地域の多くの人々が電力供給を欠いているため、それは変革の技術と考えられています。
音のエネルギーを蓄えることはできますか？
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音のエネルギーで数年間、ほとんどの再生可能エネルギーの取り込みを妨げたのと同じ問題が発生します。
通常、音波を含むあらゆる種類の機械的な波は、物体に接触するとその形を変化させます。 そのうちのいくつかは接触に入って来るか、または分散する材料によって吸収されます。 音波が吸収されると、彼らはエネルギーの別の形態になります。
研究者は、必要に応じてのみ電気エネルギーに変換されるように、必要になるまで健全なエネルギーを保存する方法を開発しました。 コヒーレント仮想吸収として知られているこの技術は、基本的に音波が通常材料と相互作用する方法を破壊し、エネルギーが失われたり、必要になる前に電気エネルギーに変換されたりするのではなく、エネルギーを貯蔵することを可能にします。
ほぼ20年前、音からエネルギーを蓄える技術の特許が出願されました。 それは長い期間にわたる電気エネルギーを貯え、遠隔地域の貯蔵のための特に有用な装置であると言われたフライホイールの使用を含みます。
これらの技術と特許のいずれかが最終的に離陸し、主流になるか、大規模な使用のために開発されるかはまだ見られていません。 しかし、彼らは、研究者が世界中の気候変動や自然災害を推進している化石燃料を汚染する代替案を見つけるという差し迫った課題に取り組んでいることを強調しています。 したがって、そのような努力は称賛されるべきです。
音のエネルギーはあなたの耳だけですか？
この記事が示すように、音のエネルギーは、楽器や音声を使用しているかどうかにかかわらず、私たち人間がコミュニケーションをとるためのニーズを この記事では、空気分子と技術革新が達成されているために、音エネルギーが移動する方法の背後にある科学の多くの可能な応用のいくつかを示して このような研究は、視覚障害者がさらに自立できる音響を用いたデバイスにつながる可能性があります。 また、失われた人や物を見つけたり、この再生可能な資源を電気のために活用する新しい方法の発見があるかもしれません。
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