Schwingende Strukturen wie sie beispielsweise in Autos, Flugzeugen oder Zügen vorkommen, versetzen die umgebende Luft in Schwingungen. Diese nehmen wir als Schall bzw. Lärm wahr. Obwohl Musikinstrumente für den Menschen meist angenehm klingen, lässt sich an ihnen gut die Idee der adaptiven Lärmreduktion demonstrieren. Wird der Gong oder die Stimmgabel angeschlagen, wandeln piezokeramische Elemente auf der Rückseite die Schwingungen in elektrische Energie um. Ein passiver elektrischer Schaltkreis führt sie ohne Stromzufuhr von außen zu den Keramiken zurück.
Bei richtiger Abstimmung des Schaltkreises wirken die so erzeugten Dehnungen der Keramiken der Schwingung der Stimmgabel entgegen. Die Lärmabstrahlung sinkt.
Piezokeramiken wie Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) erzeugen unter Einwirkung äußerer Kräfte elektrische Spannung, indem sich Ionen im Kristallgitter verschieben. Umgekehrt funktioniert das auch und wird zum Beispiel für die Pumpe-Düse-Einspritzung bei Dieselmotoren eingesetzt.
Probieren Sie es aus: Schlagen Sie mit dem Klöppel kurz gegen den Gong oder die Stimmgabel und schalten sie anschließend die Schaltkreise an und aus.
Das Besondere an dem vorgestellten System ist, dass es ohne externe Energie und komplizierte Regelungstechnik funktioniert. Dadurch ist es sehr einfach und außerdem kostengünstig herzustellen.
