In der Nähe von Hochspannungsleitungen, insbesondere nach einem starken Regen, geben die Leitungen selbst ein summendes Geräusch ab. Ein ähnliches Geräusch ist aus den Stromzählern zu hören, die an meiner Wohnung angebracht sind.
Ich habe schon einmal gehört, dass dies angeblich von dem 60-Hz-Wechselstrom herrührt, der durch die Leitungen fließt – nämlich, dass das Summen die gleichen 60 Hz ist, die in den Leitungen sind.
Ich bin dem aber aus mehreren Gründen skeptisch:
Was ist die eigentliche Ursache für dieses Summen?
BEARBEITEN: Ich habe gerade einige Zeit damit verbracht, mit einem Tongenerator zu spielen, und das Rauschen, das ich von diesen Dingen höre, klingt mit einer Rechteck- oder Dreieckwelle am nächsten an 120 Hz. (Seltsamerweise keine Sinuswelle, wie ich erwartet hätte) Vielleicht hilft das?
Das Summen, das Sie rund um alle elektrischen Dinge hören, hat 120 Hz, weil eine unvollkommene 60-Hz-Sinuswelle starke Obertöne bei 120 Hz hat, die Sie wahrscheinlich über 60 Hz hören werden, da unsere Ohren die Frequenzen am besten aufnehmen.
Das Brummen, das Sie von Netzteilen, Transformatoren, Leistungsmessern, Hochspannungsverteilerkästen (mit Spulen usw. im Inneren) usw. hören, liegt daran, dass das Magnetfeld in Transformatorspulen eine physikalische Kraft ist, die auf Eisenmetalle wirkt (so wirken Lautsprecher Arbeit). Auch wenn Sie vielleicht eine Spule sehen, die aus lackiertem Draht besteht, der fest verklebt oder mit Epoxidharz verklebt ist, zerrt die magnetische Kraft an diesen Drähten immer noch so leicht bis zu großen Vibrationen. Es muss auch nicht der Spulendraht selbst sein, es könnte irgendein Metallgegenstand um die Spule herum sein. Die Kraft ist da und drückt und zieht an diesem Metall 120 Mal pro Sekunde hin und her.
Bei Hochspannungsleitungen draußen auf Masten sieht das anders aus. Das heißt, wenn Sie nicht in der Nähe von Transformatoren sind, wie Sie sie in diesen großen Verteilungsdiagrammen sehen. Was Sie hören, ist keine Koronaentladung (da diese meistens geräuschlos ist, es sei denn, wenn Sie einen totalen Zusammenbruch bekommen, werden Sie Lichtbögen hören und sehen). Nach Regen oder wenn die Luftfeuchtigkeit steigt, bildet sich Kondenswasser auf den keramischen Isolatoren, die die Kabel halten. Sie werden feststellen, dass diese seltsam wie kleine Halbkuppeln geformt sind, um es einem Wasserstrahl zu erschweren, eine Verbindung zwischen der stromführenden Leitung und dem Boden (oder einer anderen Phase) herzustellen. Sie sind jedoch nicht perfekt, und wenn sich Regen oder Feuchtigkeit auf ihnen entwickelt, kann dies kürzere kleine Wege für die Strömung schaffen. Was Sie hören, sind winzige Wasserstöße, die von den Isolatoren sprudeln.
Der Grund dafür ist etwas, das als "Magnetostriktion" bekannt ist, eine Spannung, die in einem Magnetgitter aufgrund der magnetischen Natur eines Materials induziert wird. Es gibt eine ziemlich gute Erklärung für die brummenden Geräusche in Transformatoren im Artikel Magnetostriktion (alias: Why Transformers Hum) , aber die Zusammenfassung ist, dass die ferromagnetischen Domänen im Transformatorkern den 60-Hz-Schwingungen (in den USA) des Magneten ausgesetzt sind Feld aufgrund des Wechselstroms. Aufgrund des elektrischen Zyklus gibt es zwei Stöße auf den Kern pro Wechselstromschwingung, sodass sich die Belastung bei 60 Hz ändert, was das 120-Hz-Rauschen erzeugt, das wir als „großes B“ identifizieren können.
Nun, es ist nur eine Wikipedia - Referenz, aber es heißt, dass es sich bei Hochspannungsleitungen um eine Koronaentladung handeln kann. Bei Transformatoren oder anderen Objekten, die Spulen enthalten, kann es magnetisch sein. Mir scheint, dass es für Dinge, die Wechselstrom tragen, ziemlich schwierig ist, sie nicht zum Summen zu bringen. Wenn Sie sich fragen, wie es klingt, diese Seite enthält einige Aufnahmen, aber Sie müssen möglicherweise die Frequenz verdoppeln (eine Oktave nach oben gehen), da bei einem 60-Hz-Signal die Spannung und/oder der Strom maximal 120 Mal pro Sekunde erreicht.
Fast jeder hier hat die Magnetostriktion als Ursache für das Brummen postuliert. Dies ist sicherlich bei Transformatoren der Fall, bei denen große Mengen an eisenhaltigem Material in laminierte Bleche eingebracht werden, um den Kern zu bilden, aber im Fall von Stromleitungen ist dies eine zweifelhafte Erklärung. Stromleitungen haben nicht annähernd genug magnetisches Material, um eine Verformung zu erzeugen, die groß genug ist, um ein lautes Summen zu erzeugen, das ein Passant bemerken könnte. Die wahrscheinlichere Ursache, insbesondere dass erwähnt wird, dass das Brummen besonders nach der Durchfahrt eines Zuges wahrgenommen wird, ist die Wirbelablösung.
Eine Windströmung über dem Draht mit ausreichend hoher Geschwindigkeit erzeugt eine Reihe von Wirbeln, die periodisch abgeworfen werden und die sogenannte von-Karman-Wirbelstraße hinter dem steilen Körper bilden. Nun behält dieses Phänomen eine fantastische Periodizität für einen angemessenen Bereich von Reynolds-Zahlen bei. Dieser äolische Effekt wird bei niedrigen Frequenzen als Dirigentengalopp und bei hohen Frequenzen als Flattern bezeichnet, was dem „Gesang“ von Stromleitungen entspricht.
Wie Sie den Antworten hier entnehmen können, gibt es mindestens zwei richtige (und unterschiedliche) Antworten. Um ein stromdurchflossenes Objekt herum existiert ein Magnetfeld. Dieses Feld interagiert mit dem Magnetfeld der Erde, um eine Kraft auszuüben, die auf den stromführenden Draht wirkt. Es gibt eine gewisse Bewegung des Drahtes, die durch das ihn umgebende Magnetfeld verursacht wird. Hochspannungsdrähte sind mit Aluminium verkleideter Stahl. Ich habe früher bei einem 50-kW-AM-Radiosender gearbeitet, der einen großen Audiotransformator im Sender hatte (der Sender war "plattenmoduliert". ). Der Transformator fungierte aufgrund der Wicklungsbewegung des Transformators bei Audiofrequenzen (dem modulierenden Signal) als Lo-Fi-Lautsprecher. Auf die gleiche Weise erzeugen Motorwicklungen 60 Hz plus viele Harmonische (Vielfache) des Klangs, wenn sie mit einem billigen (Rechteckwellen-)Wechselrichter betrieben werden.
Dies ist die einzige Erklärung, die mir einfällt: Lorentzkraft aufgrund des Erdmagnetfelds
Machen wir eine grobe Schätzung:
Nehmen wir an, wir haben eine Stromleitung mit 1000 A (sollte für 100 mm ^ 2-Draht in Ordnung sein), 200 Meter zwischen den Türmen.
F = 200 Meter * 1000 A * 40 Mikrotesla (etwas durchschnittliches Erdmagnetfeld) = 8 Newton (im Moment nicht in den Blickwinkel, abhängig von Position und Standort)
Während 8 Newton selbst nicht viel sind, um schwere Drähte bei 50/60 Hertz signifikant zu bewegen (dieser Beispieldraht würde ~ 180 kg wiegen), wird die Vibration verstärkt, wenn die Leitung eine mechanische Resonanz bei einem Vielfachen von 50/60 Hertz aufweist, und wird erheblich sein hörbarer Ton.
Olin Lathrop