Пьезоэлектричество | это... Что такое Пьезоэлектричество? (original) (raw)
Создание электрического напряжения пьезоэлектриком. Амплитуда колебаний диска сильно преувеличена для наглядности.Напряжение, измеряемое вольтметром, на самом деле будет производной от изменения геометрии пьезоэлектрика. Максимальная амплитуда напряжения, снимаемого с пьезоэлемента, будет примерно в половине периода сжатия пьезоэлемента. Если пьезоэлемент сжимается так, как нарисовано на рисунке, за 1 секунду, то максимум амплитуды напряжения будет примерно в момент времени 0.5-0.7 секунды. Когда элемент сжат, то производная от силы, сжимающей элемент, будет равна нулю, и напряжение на концах пьезоэлемента будет равно нулю. То есть, частота колебания стрелки должна быть в 2 раза больше, чем на рисунке. После сжатия, при растяжении, с пьезоэлемента будет сниматься обратное по полярности напряжение. Вольтметр должен зашкалить в минусовую сторону.
Пьезоэлектричество — способность вещества при изменении формы продуцировать электрическую силу. Пьезоэлектрики — кристаллы, обладающие свойством при сжатии продуцировать электрический заряд (прямой пьезоэффект) и обратным свойством под действием электрического напряжения изменять форму: сжиматься/расширяться, скручиваться, сгибаться (обратный пьезоэффект). Пьезоэлектричество открыто братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг.[1]
Актуаторы (двигатели) — конвертируют электрическую энергию в механическую.
Сенсоры (датчики, генераторы), наоборот, конвертируют механическую энергию в электрическую.
Существуют однослойные, двухслойные и многослойные пьезокристаллы.
Однослойные — под воздействием электричества изменяются в ширину, длину и толщину. Если их растянуть или сжать, они генерируют электричество.
Двуслойные — могут быть использованы как однослойные, могут сгибаться или удлиняться. «Сгибатели» создают наибольшую величину перемещения относительно других видов, а «расширятели», будучи более упругими, развивают гораздо большее усилие при гораздо меньшем перемещении.
Многослойные — развивают наибольшую силу при минимальном перемещении (изменении формы).