A modern elektronika és elektrotechnika egyik problémája az elektromos áram átalakítása mechanikai mozgássá és fordítva. A mechanikai mozgás és az elektromos áram eltérő jellege miatt merül fel. Különböző megközelítések léteznek e probléma megoldására, mindegyiknek megvan a maga készülékosztálya. A piezoelektromos technikát a következőkben tárgyaljuk.
A piezoelektromos hatás lényege és főbb tulajdonságai
Az első jelentéseket a piezoelektromos hatásról 1880-ban tették közzé Franciaországban a Curie testvérek. Megállapították, hogy a kvarc és néhány más kristályos anyag nyomás, préselés, nyújtás és torzió általi mechanikai deformálása során elektromos töltés jelenik meg rajta. A felfedezés szerzői az ilyen töltéseket piezoelektromosságnak nevezték a görög szóból "összetörni". Ennek megfelelően az ilyen tulajdonságú anyagokat a piezoelektromos csoportba sorolták.
A piezoelektromos hatás figyelemre méltó minősége a reverzibilitása, amint azt az 1. ábra szemlélteti. Más szóval, bármilyen piezoelektromos anyag nemcsak nyomás alatt elektromos töltést hoz létre, hanem elektromos térben is megváltoztatja térfogatát.
A piezoelektromos eszközöket széles körben használják a modern technológiában. Ezt elősegíti:
- a piezoelektromos anyagok olcsósága, elterjedtsége és könnyű feldolgozása;
- elektromos és mechanikai jellemzőik jó stabilitása az idő múlásával.
Nem kis jelentőségű az a tény, hogy mind maga a töltés, mind a mechanikus elmozdulások nagysága egyes esetekben további erősítők bevonása nélkül elegendőek közvetlen felhasználásukhoz.
Néhány alkalmazás
Itt csak néhány példa a tömeges felhasználásra szolgáló piezoelektromos technológiára.
A kézi piezo öngyújtót tömegesen értékesítették még a 70-es években. múlt század. A villany, amely a gomb megnyomásakor megjelenik a kristályon, az elektródákhoz vezet, amelyek között kisülve egy szikra ugrik és meggyújtja a gázt. Jelenleg a középső és régebbi modellek gáztűzhelyei beépített elemekkel vannak felszerelve, 2. ábra.
A piezo szűrő népszerű az elektronikában, mivel mechanikai rendszerként a piezokristály nagyon magas rezgésű érdemekkel rendelkezik. Ennek eredményeként jelentősen csökkentheti a szűrő sávszélességét, és hatékonyan elválaszthatja a jeleket egymástól.
A szonár kristályt használ hangzó hullámok sugárzóként és jelvevőként, tükröződik minden víz alatti akadálytól (fenék, hal, uszadékfa, tengeralattjáró stb.), 3. kép
Televíziós kamerák fókuszáló elemeinek, az optikai jelek elektronikus-mechanikus kapcsolóinak és más elemeknek a mikromozgásai. Előnyös, mivel közvetlenül hoznak létre lineáris mozgást anélkül, hogy a rotortól közbenső transzformációt végeznének.
Mobiltelefon-zümmögők, amelyek csendes üzemmódban rezegtetik a hívást.
Piezo fejek tintasugaras nyomtatókhoz, hogy ellenőrizzék a tinta papírra történő felvitelének folyamatát.