Et av problemene med moderne elektronikk og elektroteknikk er konvertering av elektrisk strøm til mekanisk bevegelse og omvendt. Det oppstår på grunn av den forskjellige naturen til mekanisk bevegelse og elektrisk strøm. Det er forskjellige tilnærminger for å løse dette problemet, hver med sin egen enhetsklasse. Den piezoelektriske teknikken blir diskutert videre.
Essensen av den piezoelektriske effekten og dens viktigste egenskaper
De første rapportene om den piezoelektriske effekten ble publisert i Frankrike i 1880 av Curie-brødrene. De fant at under mekanisk deformasjon av kvarts og noen andre krystallinske materialer ved trykk, kompresjon, strekking og vridning, vises en elektrisk ladning på den. Forfatterne av oppdagelsen kalte slike ladninger piezoelektrisitet fra det greske ordet "crush". Følgelig ble materialer som hadde denne eiendommen tildelt av dem til gruppen av piezoelektriske produkter.
En bemerkelsesverdig kvalitet på den piezoelektriske effekten er dens reversibilitet, som illustrert i figur 1. Med andre ord skaper ethvert piezoelektrisk materiale ikke bare en elektrisk ladning under trykk, men begynner også å endre volumet når det er i et elektrisk felt.
Piezoelektriske enheter er utbredt i moderne teknologi. Dette tilrettelegges av:
- billig, utbredelse og enkel behandling av piezoelektriske materialer;
- god stabilitet av deres elektriske og mekaniske egenskaper over tid.
Av ingen liten betydning er det faktum at størrelsen på både ladningen i seg selv og de mekaniske forskyvningene i noen tilfeller er de tilstrekkelig for direkte bruk uten involvering av ekstra forsterkere.
Noen bruksområder
Her er bare noen få eksempler på piezoelektrisk teknologi for massebruk.
Den håndholdte piezo-tenneren gikk på massesalg tilbake på 70-tallet. siste århundre. Elektrisiteten som vises på krystallet når du trykker på tasten, går til elektrodene, mellom hvilke en gnist hopper og tenner gassen når den er utladet. Foreløpig er gassovner fra midtre og eldre modeller utstyrt med innebygde elementer, figur 2.
Piezo-filteret er populært innen elektronikk på grunn av at en piezokrystall, som et mekanisk system, har en veldig høy vibrasjonsverdien. Som et resultat kan det redusere filtreringsbåndbredden betydelig og effektivt skille signaler fra hverandre.
Ekkoloddet bruker en krystall som en sender av lydende akustiske bølger og en signalmottaker, reflektert fra ethvert undervannshinder (bunn, fisk, drivved, ubåt osv.), bilde 3.
Mikrobevegelser av fokuseringselementer fra fjernsynskameraer, elektronisk-mekaniske brytere av optiske signaler og andre elementer. Fordelaktig ved at de skaper lineær bevegelse direkte uten mellomtransformasjon fra roterende.
Mobilsommere som vibrerer en samtale i stille modus.
Piezo-hoder for blekkskrivere for å kontrollere prosessen med å påføre blekk på papir.