Почему электричество издает гудящий звук?

Проходя мимо высоковольтной ЛЭП или электрической подстанции, вы наверняка слышали характерный гул. Как правило, он не самый приятный, и часто вызывает у людей ощущение опасности, а также желание как можно быстрее покинуть такое место. Иногда гул возникает даже при включении бытовых электроприборов. Этот звук принято называть “гулом сети”. Но задумывались ли вы когда-нибудь почему электричество гудит и свидетельствует ли этот звук о какой-либо опасности? На самом деле не каждый вид электрического тока вызывает такой гул, а только переменный, или АС. Переменный он называется по той причине, что постоянно меняет направление. Чередование происходит в течение одной секунды десятки раз. Именно со сменой направления, как вы догадались, и связан звук сети. Но почему он возникает?

Гул электричества вызван переменным током, который меняет направление с частотой 50 Гц

Какая связь между частотой сети и звуком

Так как звук сети связан со сменой направления тока, его частота также зависит от частоты сети. Существует два стандарта частоты. К примеру, в США, Японии, странах Южной Америки частота сети составляет 60 Гц, то есть ток меняет направление 60 раз в секунду. В Европе и России частота сети составляет 50 Гц, соответственно смена направления составляет 50 раз в секунду.

Как утверждают эксперты, частота звука в два раза превышает частоту сети. Если, к примеру, этот показатель в США составляет 60 Гц, то частота звука сети здесь равна 120 Гц. Музыканты, которые настраивают свой инструмент по тюнеру, знают, что этот звук находится между ля-бемоль и си-бемоль. В России, как и всей Европе, сеть, соответственно, издает звук на частоте 100 герц. Он находится между ля-бемоль и соль.

Основная причина гула высоковольтных ЛЭП — коронный разряд

Почему в сети возникает гул

Причины возникновения гула сети существуют разные. Даже в близи высоковольтной ЛЭП бывает несколько источников звука. Основная причина характерного гудения заключается в том, что возле поверхности высоковольтного провода возникает мощное электрическое поле. В этом поле разгоняются свободные электроны, которые присутствуют в воздухе. Разогнавшись, они ионизируют воздух и приводят к возникновению так называемого коронного разряда. Этот разряд вспыхивает и гаснет с частотой 100 Гц, то есть с частотой нарастания и спада напряжения.

В результате каждого такого разряда воздух нагревается и расширяется, а затем остывает и сжимается. По мнению специалистов, именно постоянное сжатие и расширение воздуха порождает гудение. Громкость звука зависит от погоды, а точнее — от проводимости воздуха. Кроме того, звук может вызывать звуковой резонанс. Колебания с частотой 100 Гц передаются на саму опору ЛЭП, в результате чего она также начинает гудеть.

Опоры ЛЭП могут входить в звуковой резонанс

Существует еще одна версия, согласно которой вибрируют жилы провода. Переменный ток с частотой 50 или 60 Гц образует магнитное поле. Оно заставляет жилы в проводах некоторых марок, особенно стальных, вибрировать и ударяться друг о друга. Еще вибрацию могут создавать магнитные поля проводов разных фаз, которые находятся рядом друг с другом. Так как частота изменения полей составляет 100 Гц, провода, которые находятся в магнитном поле друг друга, начинают вибрировать с такой же частотой. Кроме того, есть версия что постоянное расширение и сужение проводов также создает звук. К слову, уже создан материал, который проводит электричество, но при этом не нагревается.

Почему гудят электроприборы

Причина гудения приборов совсем иная. Как правило, звук издает магнитный элемент, который содержится внутри большинства устройств. К примеру, в блоках питания часто имеется трансформатор, который применяется для снижения или, наоборот, повышения напряжения питания. Он представляет собой электромагнитное устройство, которое состоит из железного сердечника, вокруг которого намотана проволока. В результате смены полярности, то есть постоянного включения и выключения магнита, трансформатор начинает вибрировать и издавать соответствующий звук. По этой же причине гудят трансформаторные будки.

В электроприборах чаще всего гудят трансформаторы

Насколько опасным является гудение? Как правило, этот звук сопровождает работу абсолютно исправных электроприборов, то есть является нормальным явлением. Но если характерный гул на частоте 100 Гц появляется внезапно у тех приборов, которые ранее его не издавали, к примеру, у кондиционера, это может свидетельствовать о выходе из строя тех или иных его элементов. В таком случае прибор лучше выключить и обратиться за помощью к специалистам.

Что касается звука высоковольтной ЛЭП, он не такой безопасный, как может показаться на первый взгляд. Во время коронных разрядов возникают токсичные газы, такие как озон, которые способны причинить вред здоровью. Поэтому при прокладке современных ЛЭП применяются меры, которые предотвращают или минимизируют коронные разряды. Напоследок предлагаю прочесть интересный материал о статическом электричестве.