La termoacústica hauria mantingut la ciència teòrica per a laboratoris i laboratoris físics, si no fos per invencions anteriors en una altra branca de la física: la termodinàmica. Va rebre un nou període de revifalla amb la invenció del motor de calor Stirling. Això va ocórrer al segle XIX i gairebé immediatament va portar literalment a una revolució en el camp tècnic. L'energia tèrmica es va començar a utilitzar àmpliament en tot tipus de motors. Però la invenció que analitzem està relacionada específicament amb la termoacústica: la ciència de la interacció del so i la calor. Et preguntes, on és el motor i el generador? Fixem-ho en ordre.
El principi de funcionament d’un motor termoacústic
Aquest dispositiu improvisat es combina literalment a partir de materials improvisats, o fins i tot de les seves restes. Tot i això, això no impedeix que sigui anomenat generador basat en motors, que genera electricitat mitjançant la calor. Aquest fenomen es basa en el principi de crear ones acústiques transmeses a través d’un ressonador amb dues membranes que creen una ressonància. A la part superior d’ells hi ha un imant que vibra d’aquestes ones amb una certa freqüència. Això condueix a la formació d’un camp magnètic capturat per l’inductor. Al seu torn, és capaç de produir corrent elèctric transmès al consumidor.
La base d'aquesta invenció és el mòdul superior: transductor o motor termoacústic. De fet, es tracta d’un tub de vidre, que es divideix en tres zones:
- Zona de calefacció: s’hi escalfa aire o gas;
- Zona regeneradora: una substància que entra alternativament en contacte amb l’aire fred i calent;
- Zona de refredament: en què baixa la temperatura de l’aire.
Materials i eines
Per crear un generador de motors, necessitem els ingredients següents:
- Tub de vidre resistent al calor;
- Peça de canonada metàl·lica;
- Diverses cantonades de PVC per a lampisteria;
- Un tros de tub de cartró;
- Bola o guant de goma per a membranes;
- Cinta elèctrica;
- Una bobina de llana metàl·lica o estovalles;
- Imant de neodim;
- Inductor;
- Una petita secció d’un tovalló per rentar plats;
- Revestiment de fusta per a una sortida o interruptor extern;
- Segellant, cola.
De les eines que pot aconsellar tenir el que sempre ha de ser a mà per fer un autèntic amant: un ganivet, alicates, talladores de filferro, un tornavís, un adhesiu i una pistola de silicona.
Muntatge d’un generador termoacústic
El disseny del motor es basa en tubs de coure i un got. El seu ressonador uneix: un detall important i inusual d’aquest motor. En ell es produeix el moviment d’ones sonores creat pel regenerador.
Es tracta d’un simple tub de cartró, al mig de la qual es troba una membrana que no deixa circular l’aire.Si s’exclou aquest element, simplement no hi haurà oscil·lacions a la membrana superior, que es troba al coll del ressonador.
L’autor del vídeo preferia tallar el tub per la meitat i tirar sobre una de les parts un tros de guants mèdics de goma com a membrana inferior. Va embolicar la cinta dels fragments connectats del ressonador amb cinta elèctrica.
Va ampliar el coll del ressonador específicament per millorar l'efecte de les vibracions sonores del regenerador a la membrana superior. El va fer a partir d’un globus de goma més dens. A la part inferior del tub s’instal·la un substrat de fusta sota l’interruptor o la sortida externa per obtenir estabilitat de la instal·lació.
El tub-motor de vidre és un tub d’assaig al mig del qual es col·loca una peça de llana o encenalls metàl·lics. Després de la zona de regeneració, s’ha de produir un refredament de l’aire, que és facilitat per un tros de teixit humitat a l’aigua, embolicat al voltant de la base del tub. A causa del moviment de l’aire a través de dos medis de temperatura oposats, es produeix una intensa generació d’ones sonores.
La part final del motor és un petit però potent imant de neodim. Després crea petites vibracions però molt freqüents transmeses des de la membrana sota la influència del so.
Per convertir aquest motor termoacústic en un generador, necessitem un inductor o un solenoide simple. Aquest element es pot fer amb les vostres pròpies mans enrotllant filferro de coure sobre un rodet, per exemple, a partir d’engranatges de pesca. La condició principal és que el seu diàmetre interior sigui superior al diàmetre de l’imant.
Es pot utilitzar una espelma ordinària o un tros d’alcohol sec com a transmissor d’energia tèrmica per instal·lar petites mides i, alhora, es pot comparar l’energia rebuda de diferents fonts de calor.
En l'experiment, l'autor demostra l'efecte de la proximitat de l'inductor amb l'imant i la seva distància. Com que no hi ha capacitat d'emmagatzematge en aquest circuit elèctric, la diferència és palpable a l'instant.
Després d’haver fixat la bobina a la zona de camp magnètic, és possible rebre energia elèctrica d’aquest generador per subministrar, per exemple, un panell o làmpades LED.
Conclusió
Per descomptat, una invenció com ara no es pot considerar completament acabada i completa. Requereix perfeccionament, ja que el propi autor admet que la vibració de les ones sonores es nota força. La carcassa del motor és lleugera i no conté cap estabilitzador, i el seu disseny és fluix. Tanmateix, no es pot negar el fet de rebre electricitat per calor. Potser la vostra modernització d’aquesta instal·lació portarà a un gran avenç en el camp de l’energia alternativa i, finalment, el món rebrà una font d’energia neta barata sense perjudici per al nostre planeta.
