Hva er den piezoelektriske effekten, og som brukes

Hvilke assosiasjoner du har et piezoelektrisk element med ordet? Lysere eller elektrisk tenning. Faktisk er den piezoelektriske effekt anvendes i langt større områder. I denne artikkelen vil jeg fortelle deg at alt er piezoelektrisk og hvor det brukes aktivt. Så la oss starte.

History of oppdagelse

Denne effekten ble oppdaget i 1880 av den Curie-brødrene. Som et resultat av forsøk utført ble det fastslått at de elektriske ladninger som dannes ved kompresjon eller strekking av enkeltkrystaller av naturlig opprinnelse i ansiktet.

Utendørs effekt forskere har kalt "piezoelectricity" (fra gresk «piezo» bokstavelig talt - "push"), og krystallene som har slike egenskaper, som ble kjent som piezoelektrisk.

Som offentlige arbeider krystaller denne effekten

Som det viste ved denne effekten er utstyrt med krystaller av både naturlig opprinnelse (turmalin, kvarts, etc.) og dyrket. Og listen over slike krystaller blir oppfylt med en misunnelsesverdig utholdenhet.

Dersom en slik krystall for å begynne å komprimere eller strekke til et visst plan, dannes på flatene av den elektriske ladning med en liten potensialforskjell.

Hvis imidlertid på disse flater for å forbinde lederne, samtidig med kompresjon eller strekking av en liten elektrisk puls vil passere gjennom dem. Dette er en manifestasjon av den piezoelektriske effekten. Hvis vi har et konstant trykk, da ingen elektrisk impuls dannelse ikke observert.

Således slike krystaller har lett utmerket elastisitet. Hvis du fjerner forvrengt effekter, krystall tilbake til sin opprinnelige posisjon uten treghet svingninger.

Hvis krystallen er allerede under press for å gjøre mer arbeid eller for å fjerne det fullstendig, det reagerer umiddelbart av en elektrisk puls.

Sannhet ved åpningen av virkningen av strømstyrken av den oscillerende krystall var ubetydelig, og det var den viktigste hinderet i aktiv bruk av åpningen praksis. Men med bruk av moderne teknologi når strømmen kan bli styrket ved hundrevis av ganger, har problemet blitt eliminert, og piezoelektriske celler ble aktivt brukt.

Note. For øyeblikket allerede åpne elementer, piezoelektriske effekten som manifesterer seg i sterkt nok.

Hvor og hvordan du bruker piezoelektrisk

Disse krystaller ble brukt i stor utstrekning i stålultrasoniske feil påvisning (detektering av defekter i en rekke metallgjenstander).

De elektromekaniske omformere for stabilisering av frekvensen i flerkanals kommunikasjonssystemer filtre, trykksensorer i forskjellige fiksering og forsterkning, adaptere, og så videre. N. Faktisk er en liste over hvilke piezo-elementer er brukt i varierende grad, er meget lang.

Hovedtrekkene i piezo krystaller

Omvendt effekt piezoelektriske krystaller

Men mye viktigere var oppdagelsen av den såkalte rebound-effekten, som konkluderte slik:

Dersom de tilsvarende overflater av krystallen for å utøve en viss ladning, vil selve krystallet gjennomgå deformasjon.

Det vil si, hvis krystall inngi elektriske svingninger svarende til lydfrekvens, krystall, nøler, vil kringkaste lydbølgene i miljøet. Med andre ord kan en enkelt krystall være både en høyttaler og en mikrofon på samme tid.

Den naturlige frekvens av mekaniske oscillasjoner

Bare i disse krystallene har sin egen mekaniske frekvens, og hvis en krystall fil en ladning med den frekvens som faller sammen med sin egen, så vil det gå inn i resonans, vil begynne å svinge særlig sterkt. Dette prinsippet brukes i piezoelektriske stabilisatorer som opprettholder en konstant frekvens oscillatorer udempede svingninger.

Den samme effekten gjelder for lukkede mekaniske vibrasjoner. På grunn av denne akustiske anordninger har blitt skapt, som er isolert fra forskjellige lyder som kommer bare de som er nødvendige for hvilket som helst formål.

fremstilling av piezoelektriske elementer

For å kunne benytte den piezoelektriske effekt er det ikke nødvendig å anvende et krystall. Nok det saget opp i plater, må snittet være strengt orientert krystallografiske akser. Og deretter fra av emnene for å danne rektangulære eller sirkulære plate.

Også i dette tilfelle platetykkelsen er strengt overholdes, fordi det påvirker resonansfrekvensen. Videre er disse plater (en eller flere) forbundet med metallplater og derved å oppnå et piezoelektrisk element.

konklusjon

Som du kan se et piezoelektrisk element brukes i mye større områder enn det virket ved første øyekast. Hvis du likte denne artikkelen, vil du sette pris på hennes huskyer og takk for oppmerksomheten!