Vad är piezoelektrisk effekt, och som används

Vad associationer du har ett piezoelektriskt element med ordet? Ljusare eller elektrisk tändning. I själva verket är den piezoelektriska effekten som används i mycket större områden. I denna artikel kommer jag att säga att allt är piezoelektriska och där det används aktivt. Så låt oss börja.

History of discovery

Denna effekt upptäcktes 1880 av Curie bröder. Som ett resultat av experiment fastställdes det att de elektriska laddningarna som bildas under kompression eller sträckning av individuella kristaller av naturligt ursprung på deras ansikten.

Utomhus effekt forskare har namnet "piezoelektricitet" (från grekiskans «piezo» bokstavligen - "push"), och kristallerna som har sådana egenskaper, blev känd som piezoelektrisk.

Som offentliga arbeten kristaller denna effekt

Som det visade genom denna effekt är utrustade med kristaller av både naturligt ursprung (turmalin, kvarts, etc.) och odlas. Och listan över sådana kristaller fylls med ett avundsvärt beständighet.

Om en sådan kristall för att börja att komprimera eller sträcka till ett visst plan, bildas på ytorna hos den elektriska laddningen med en liten potentialskillnad.

Om emellertid, på dessa ytor för att ansluta ledarna, vid tiden för kompression eller sträckning av en liten elektrisk puls kommer att passera genom dem. Detta är en manifestation av den piezoelektriska effekten. Om vi ​​har ett konstant tryck, då ingen elektrisk impuls bildning inte observerats.

Sålunda sådana kristaller har enkel utmärkt elasticitet. Om du tar bort snedvridande effekter, kristall återgår till sitt ursprungliga läge utan tröghets svängningar.

Om kristallen är redan under tryck för att göra fler insatser eller för att ta bort den helt och hållet, reagerar det omedelbart genom en elektrisk puls.

Sanning vid öppnandet av effekten av den nuvarande styrkan i den oscillerande kristallen var försumbar och det var det huvudsakliga hindret i den aktiva användningen av öppningen praktiken. Men med tillkomsten av modern teknik när strömmen kan förbättras genom hundratals gånger, har problemet eliminerats, och piezoelektriska celler används aktivt.

Anm. Just nu, redan är öppen element, den piezoelektriska effekten som yttrar sig i starkt nog.

Var och hur man använder piezoelektriska

Dessa kristaller användes i stor utsträckning inom stål ultraljud fel detektering (detektering av defekter i en variation av metallartiklar).

De elektromekaniska omvandlare för stabilisering av frekvensen i den flerkanaliga kommunikationsfilter, trycksensorer i olika fixering och förstärkning, mellanstycken, och så vidare. N. Faktum är att listan över vilka piezo element används i varierande grad, är mycket lång.

Huvuddragen i piezo kristaller

Omvänd effekt piezoelektriska kristaller

Men mycket viktigare var upptäckten av den så kallade rebound-effekt, som avslutades på följande sätt:

Om de motsvarande ytorna på kristallen att utöva en viss laddning, kommer själva kristallen undergå deformation.

Det är, om kristallen inge elektriska svängningar som motsvarar ljudfrekvensen, kristall, tveka, kommer att sända ljudvågorna i miljön. Med andra ord kan en enda kristall vara både en högtalare och en mikrofon samtidigt.

Den naturliga frekvensen för mekaniska svängningar

Just i dessa kristaller har sin egen mekanisk frekvens, och om en kristall-fil en laddning med den frekvens som sammanfaller med sin egen, så kommer det att gå i resonans, kommer att börja fluktuera särskilt starkt. Denna princip används i piezoelektriska stabilisatorer som upprätthåller en konstant frekvens oscillatorer odämpade svängningar.

Samma effekt är sant för slutna mekaniska vibrationer. På grund av detta akustiska anordningar har skapats, som är isolerad från de olika ljud som kommer bara de som är nödvändiga för något ändamål.

tillverkning av piezoelektriska element

För att kunna använda den piezoelektriska effekten är det inte nödvändigt att använda en kristall. Det räcker sågade i plattor måste snittet strikt orienterad kristallografiska axlar. Och sedan från ämnena för att bilda rektangulära eller cirkulära plattan.

I detta fall även plåttjockleken är strikt, eftersom den påverkar resonansfrekvensen. Vidare är dessa plattor (en eller flera) sammanfogat med metallplattor och därigenom erhålla ett piezoelektriskt element.

slutsats

Som ni kan se ett piezoelektriskt element används i mycket större områden än det verkade vid första anblicken. Om du gillade den här artikeln kommer du att uppskatta hennes huskies och tack för er uppmärksamhet!