In meiner Collage haben wir ein Experiment mit der Durchbruchspannung der Luft durchgeführt. Am Ende des Experiments hörten wir das Geräusch der Korona (elektrische Teilentladung). Das Netzteil hat die Fähigkeit, die Spannung zu variieren. Je mehr die Spannung ansteigt , desto höher der Ton des Tons.
Wie Sie in diesem Video hören können: https://youtu.be/KVANbkI8AmM?t=8m23s (bei 8:23)
Ich weiß, dass die Grundfrequenz "Brummen" aufgrund des Magnetostriktionseffekts doppelt so hoch ist wie die elektrische Frequenz . Die Frequenz des Tons = 100 Hz (in Ägypten). Also, warum wird die Melodie höher, wenn die Spannung ansteigt?
Noch eine Frage: Was verursacht hohe Oberschwingungen in Übertragungsleitungen? oder Warum hören wir Frequenzen über 100 Hz?
Um die Antwort auf Ihre erste Frage zu verstehen, muss man mit einer Spannung beginnen, die niedrig genug ist, dass keine Entladung stattfindet. Dies würde Ihnen eine effektive Frequenz von Null geben. Wenn Sie die Spannung erhöhen, wird es einfacher , die Luft zu ionisieren, sodass die Frequenz des Tons (der Ionisation) zunimmt.
Zur zweiten und dritten Frage... höhere Harmonische sind immer vorhanden, ob wir sie hören oder nicht, hängt von der Lautstärke ab , die sie erzeugen. Da der Leistungspegel der Harmonischen sehr schnell abnimmt, können wir die zweite und sogar die dritte Harmonische möglicherweise nur „hören“, wenn die Grundfrequenz laut genug ist.
Nachdem ich mir das Video angesehen und die ursprüngliche Frage noch einmal gelesen hatte, hatte ich das Gefühl, dass mein Kommentar die Frage nicht wirklich beantwortete. Also hier gehts:
In dem Video ist das Summen, das Sie hören, überhaupt keine Korona, sondern das Geräusch der Transformatorbleche, die vibrieren, wie es normalerweise bei den meisten großen Transformatoren der Fall ist. Das Brummen könnte durch Magnetostriktion in den Transformatorblechen verursacht werden, wird aber sehr wahrscheinlich auch dadurch verursacht, dass die Bleche selbst aufgrund periodischer physikalischer Kräfte auf sie vibrieren, die durch das Magnetfeld verursacht werden.
Um Ihre letzte Frage zu beantworten, warum wir Obertöne über 100 Hz hören: Das erzeugte Brummen ist keine perfekte Sinuswelle, selbst wenn die Wechselspannung ein perfekter Sinus ist (und das ist es oft nicht). Dies liegt daran, dass die Vibration von Transformatorblechen eine nichtlineare Reaktion auf den Wechselstrom ist (stellen Sie sich vor, die Bleche „schlagen“ gegeneinander). Da der Brummton keine perfekte Sinuswelle ist, enthält er Obertöne bei Vielfachen des Grundtons.
Zurück zur „Korona-Ton“-Frage: Mit zunehmender Spannung im Experiment erhöht sich die kurze Zeit, in der Korona hörbar wird (vor dem Lichtbogenereignis, das KEINE Korona ist), und zwar die Korona klingt höherfrequent. Der Grund dafür ist folgender:
Eine Korona ist wirklich die Summe vieler einzelner kleiner ionisierender Ereignisse, die zeitlich nacheinander auftreten. Jedes der ionisierenden Ereignisse klingt ähnlich wie das Geräusch eines "Mini-Funkens". Mit zunehmender Spannung steigt auch die Rate, mit der die einzelnen Ionisierungsereignisse auftreten. Was Sie als Tonerhöhung hören, ist der subjektive Effekt der Erhöhung der Rate einzelner "Mini-Funkengeräusche".
Russell McMahon