Ano ang Piezoelectric Effect - Paggawa at ang mga Application nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang unang piezoelectric-effect ay naimbento noong taong 1880 ng dalawang kapatid na siyentista na sina 'Pierre Curie' at 'Jacques'. Ang epektong ito ay natagpuan mula sa inilapat na presyon sa kristal kung hindi man ang quartz ay bumubuo ng isang electric charge sa materyal. Pagkatapos, tinukoy nila ang katotohanang pang-agham na tulad ng piezoelectric-effect. Ang 'mga kapatid na Curie' ay mabilis na naimbento ang ' kabaligtaran epekto ng piezoelectric ', At matapos nilang makumpirma na tuwing ang isang electric-field ay kinakailangan sa mga kristal na terminal, hahantong ito sa pagbaluktot. Ito ay kilala bilang kabaligtaran na piezoelectric-effect. Ang pangalan piezoelectric ay kinuha mula sa salitang Greek. Ang kahulugan ng salitang piezo ay pinindot kung hindi pinipiga, samantalang ang electric ay nangangahulugang amber.

Ano ang Piezoelectric Effect?

Ang Epekto ng Piezoelectric maaaring tukuyin bilang ang kakayahan ng mga partikular na materyales para sa pagbuo ng isang singil sa kuryente bilang tugon patungo sa inilapat na presyon ng makina. Ang isa sa mga eksklusibong katangian ng epektong ito ay nababaligtad. Ibig sabihin ang mga materyales ipinapakita ang tuwid na piezoelectric-effect, at ipinapakita rin ang reverse piezoelectric-effect.




Epekto ng Piezoelectric

Epekto ng Piezoelectric

Kailan man matatagpuan ang materyal na piezoelectric sa ilalim ng stress ng mekanikal, isang paglilipat ng + ve pati na rin –ve charge carriers sa loob ng materyal ay nagaganap, na nagreresulta sa panahon ng isang panlabas na larangan ng elektrisidad. Kapag sila ay bumaliktad, ang isang panlabas na patlang ng elektrikal ay nagpapalawak din ng materyal na piezoelectric.



Ang mga aplikasyon ng piezoelectric-effect higit sa lahat na kasangkot sa ang katha pati na rin ang pagtuklas ng tunog, microbalances, pagbuo ng mataas na voltages pati na rin ang elektronikong dalas, napakahusay na optikal na pagpupulong na nakatuon. Ito ang pundasyon ng isang bilang ng mga siyentipikong pamamaraan ng instrumental sa pamamagitan ng paglutas ng atomiko tulad ng STM, AFM (pag-scan ng mga microscope ng pagsisiyasat). Ang karaniwang aplikasyon ng epekto ng piezoelectric ay ang mapagkukunan ng pagsabog ng mga lightweight ng sigarilyo.

Halimbawa ng Epekto ng Piezoelectric

Tulad ng tinalakay namin, ang kuryente maaaring mabuo sa pamamagitan ng pagpiga ng isang materyal na piezoelectric. Ang epekto ng piezoelectric sa isang kristal ay tinalakay sa ibaba. Ang epekto ng piezoelectric ay nangyayari sa panahon ng compression ng piezoelectric material. Ang materyal na Piezoceramic tulad ng piezoelectric crystal ay inilalagay kasama ng dalawang metal plate na ipinakita sa halimbawa sa ibaba. Ang piezoelectricity ay maaaring mabuo tuwing ang materyal ay napiga sa pamamagitan ng paglalapat ng stress sa makina.

Halimbawa ng Epekto ng Piezoelectric

Halimbawa ng Epekto ng Piezoelectric

Sa figure sa itaas, magkakaroon ng potensyal na boltahe sa kabuuan ng materyal. Ang mga metal plate sa itaas na circuit ay maaaring mai-sandwiched ng piezoelectric crystal. Ang dalawang metal plate ay nagtipon ng mga singil, na bumubuo ng isang boltahe na kilala bilang piezoelectricity.


Sa pamamaraang ito, gumagana ang piezoelectric-effect bilang isang maliit na baterya, dahil dito bumubuo ng kuryente . Kaya't ito ang tinawag na direktang epekto ng piezoelectric . Mayroong maraming mga aparato na maaaring gumamit ng direktang mga epekto ng piezoelectric tulad ng mga sensor ng presyon, mikropono, hydrophone, at mga uri ng aparato ng sensing.

Kabaligtaran Piezoelectric Effect

Ang kabaligtaran o baligtarin ang epekto ng piezoelectric maaaring tukuyin bilang, tuwing ang piezoelectric-effect ay baligtad. Maaari itong mabuo sa pamamagitan ng pag-apply enerhiya sa kuryente upang mapalawak ang isang kristal. Ang pangunahing pag-andar ng epektong ito ay upang gawing mekanikal na enerhiya ang elektrikal na enerhiya.

Kabaligtaran Piezoelectric Effect

Kabaligtaran Piezoelectric Effect

Sa pamamagitan ng paggamit ng epektong ito, makakabuo kami ng mga aparato upang makabuo ng mga audio sound wave. Ang pinakamahusay na mga halimbawa ng mga aparatong ito ay mga speaker kung hindi man mga buzzer.

Ang pangunahing pakinabang ng paggamit ng mga nagsasalita na ito ay ang mga ito ay lubos na manipis, na lumilikha sa kanila ng pagganap sa iba't ibang mga telepono. Kahit na ang mga sonar transducer, pati na rin ang medikal na ultrasound, ay ginagamit ang kabaligtaran na prinsipyo ng piezoelectric . Ang mga non-audio reverse piezoelectric device ay binubuo ng mga actuator pati na rin ang mga motor.

Paano Magamit ang Epektong Ito?

Ang piezoelectric na kristal ang pag-ikot ay maaaring gawin sa iba't ibang mga pamamaraan sa pamamagitan ng iba't ibang mga frequency. Ang pag-ikot na ito ay maaaring mapangalanan bilang mode na panginginig ng boses. Ang pagdidisenyo ng kristal ay maaaring gawin sa iba't ibang mga hugis para sa pagkamit ng magkakaibang mga mode ng panginginig.
Mayroong maraming mga mode na pinalawig para sa pagpapatakbo ng maraming mga saklaw ng dalas upang maunawaan ang kaunti, epektibo sa gastos, pati na rin ang mga aparatong may mahusay na pagganap.

Hinahayaan ka ng mga mode na ito na lumikha ng mga produkto upang gumana sa loob ng saklaw ng mababang saklaw ng kHz-MHz. Ang mga mode ng panginginig ng boses ay mabilis, haba, lugar, radius, kapal ng gupit, kapal na nakakulong, pang-ibabaw na alon ng tunog, at alon ng BGS.

Ang keramika ay isang makabuluhang koleksyon ng mga materyal na piezoelectric . Ginagamit ng Murata ang iba't ibang mga mode na panginginig pati na rin ang mga keramika para sa paggawa ng maraming mahahalagang produkto tulad ng ceramic-discriminators, ceramic-traps, ceramic Mga BPF (bandpass filter) , ceramic-resonator, buzzer pati na rin ang mga filter ng SAW.

Mga Application ng Piezoelectric Effect

Ang mga aplikasyon ng piezoelectric-effect ay kasama ang sumusunod.

  • Mangyaring mag-refer sa link upang malaman ang tungkol sa proyekto ng epekto ng piezoelectric katulad Sistema ng Pagbuo ng Lakas ng Footstep .
  • Piezoelectric mga sensor ay ginagamit sa Mga Aplikasyong Pang-industriya para sa iba't ibang mga gamit tulad ng mga engine knock sensor, pressure sensor, Sonar Equipment, atbp.
  • Piezoelectric actuators ay ginagamit sa Mga Aplikasyong Pang-industriya para sa iba't ibang mga paggamit tulad ng Diesel Fuel Injectors, Mabilis na Mga Solenoid ng Tugon, Pag-aayos ng Optical, Paglilinis ng Ultrasonic, Welding ng Ultrasonic, Piezoelectric Motors, Stack Actuators, Stripe Actuators, Piezoelectric Relays, atbp
  • Mga transduser ng Piezoelectric ay ginagamit sa mga medikal na aplikasyon para sa iba't ibang paggamit tulad ng Ultrasound Imaging, Ultrasonic Procedures,
  • Ang mga Piezoelectric Actuator ay ginagamit sa mga electronics ng consumer tulad ng Piezoelectric Printers (isang dot-matrix printer, inkjet printer), Piezoelectric Speaker (mga cell phone, ear buds, tunog na gumagawa ng mga laruan, mga musikal na kard na pambati, at mga lobo ng musikal). Piezoelectric Buzzers, Piezoelectric Humidifiers, at Electronic Toothbrushes.
  • Ang Mga Materyales ng Piezoelectric ay ginagamit sa Mga Musikal na Aplikasyon tulad ng Mga Instrumentong Pickup, at Mikropono.
  • Ginagamit ang Piezoelectricity sa mga application ng pagtatanggol tulad ng Micro Robotics, Bullets na nagbabago ng kurso, atbp.
  • Ginagamit ang Piezoelectricity sa ilang iba pang mga application tulad ng Piezoelectric Ignitors, Generation ng Elektrisidad, MEMS (Microelectronic Mechanical Systems), Tennis Racquets, atbp.

Sa gayon, lahat ito ay tungkol sa isang pangkalahatang ideya ng epekto ng piezoelectric . Mula sa nabanggit na impormasyon, sa wakas, maaari nating tapusin na ang Piezoelectric-Effect ay ang kakayahan ng mga partikular na materyales upang makabuo ng elektrikal na enerhiya kapag inilapat ang stress ng mekanikal. Ang mga pangunahing katangian ng epektong ito ay nababaligtad na nangangahulugang ang mga materyales na bumubuo ng direktang piezoelectric ay bumubuo rin ng converse piezoelectric effect. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang epekto ng piezoelectric sa ultrasound ?