Meganisme van piëzo -elektriese gonser klank

Piëzo -elektriese gonsers word wyd gebruik in verskillende elektroniese toestelle, soos alarms, timers en elektroniese speelgoed. Dit is 'n gewilde keuse vanweë hul kompakte grootte, lae kragverbruik en hoë betroubaarheid. In hierdie artikel sal ons die meganisme agter die opwekking van klank in piëzo -elektriese gonsers ondersoek.

Bekendstelling

Piëzo -elektriese gonsers is toestelle wat elektriese energie omskakel in meganiese vibrasies, wat op hul beurt klankgolwe opwek. Die gonsers bestaan ​​uit 'n piëzo -elektriese keramiekskyf wat tussen twee metaalelektrodes gekombineer is. As 'n AC -spanning op die elektrodes toegepas word, vibreer die skyf, wat klankgolwe opwek.

Piëzo -elektriese  effek

Die piëzo -elektriese effek is die vermoë van sekere materiale om 'n elektriese lading op te wek in reaksie op meganiese spanning, en omgekeerd. Piëzo -elektriese materiale het 'n kristallyne struktuur wat baie georden en simmetries is. As die materiaal aan 'n meganiese krag onderwerp word, word die simmetrie van die kristalrooster ontwrig, wat lei tot die opwekking van 'n elektriese lading.

Werkbeginsel van piëzo -elektriese gonsers

Piëzo -elektriese gonsers bestaan ​​uit 'n piëzo -elektriese keramiekskyf wat op 'n metaalplaat gemonteer is. Die metaalplaat dien as diafragma, wat die vibrasies wat deur die piëzo -elektriese skyf gegenereer word, versterk. As 'n AC -spanning op die elektrodes toegepas word, brei die piëzo -elektriese skyf uit en trek dit vinnig saam, wat veroorsaak dat die metaalplaat vibreer. Hierdie vibrasie genereer klankgolwe, wat deur die diafragma versterk word en in die omliggende lug uitgestraal word.

Frekwensie en amplitude

Die frekwensie en amplitude van die klank wat deur 'n piëzo -elektriese gonser gegenereer word, hang af van die grootte en vorm van die keramiekskyf, sowel as die frekwensie en amplitude van die AC -spanning wat op die elektrodes toegepas word. Oor die algemeen lewer kleiner keramiekskyfies hoër frekwensies, terwyl groter skyfies laer frekwensies lewer. Net so lewer hoër spannings groter amplitudes, wat lei tot harder klanke.

Tipes piëzo -elektriese gonsers

Daar is twee hooftipes piëzo-elektriese gonsers: selfgedrewe en ekstern gedrewe. Selfgedrewe gonsers het 'n ingeboude ossillator wat die AC-spanning opwek wat benodig word om die piëzo-elektriese skyf te dryf. Ekstern aangedrewe gonsers benodig 'n eksterne ossillator om die AC -spanning te voorsien.

Aansoeke van piëzo -elektriese gonsers

Piëzo -elektriese gonsers word in 'n wye verskeidenheid toepassings gebruik, insluitend:

• Alarms en timers

• Elektroniese speelgoed

• Motorwaarskuwingstelsels

• Mediese toestelle

• Huistoestelle

  
  

Voordele van piëzo -elektriese gonsers

Piëzo -elektriese gonsers bied verskillende voordele bo ander soorte klankopwekkers, insluitend:

• Kompakte grootte

• Lae kragverbruik

• Hoë betroubaarheid

• Wye bedryfstemperatuurreeks

• Lae elektromagnetiese interferensie

  
  

Nadele van piëzo -elektriese gonsers

Ondanks hul vele voordele, het piëzo -elektriese gonsers ook 'n paar nadele, insluitend:

• Beperkte frekwensiebereik

• Beperkte klankdrukvlak

• Swak klankgehalte

  
  

Konklusie

Piëzo -elektriese gonsers is veelsydige toestelle wat in 'n wye verskeidenheid elektroniese toepassings gebruik word. Die meganisme agter hul werking is gebaseer op die piëzo -elektriese effek, waardeur sekere materiale elektriese energie in meganiese vibrasies kan omskep. Deur die beginsels agter piëzo -elektriese gonsers te verstaan, kan ontwerpers die regte tipe gonser kies vir hul toepassing en die prestasie daarvan optimaliseer.

Struktuur van piëzo -elektriese diafragma

Die piëzo -elektriese klankelement moet 'n piëzo -elektriese diafragma hê.

Dit is 'n eenvoudige struktuur waarin 'n piëzo -elektriese keramiek aan koper- of nikkellegeringsmetaalplaat kleef.

Meganisme om klank vir piezo -diafragmas te produseer

As 'n spanning op die piëzo -elektriese keramiek aangebring word, strek dit in sy vlak. As 'n spanning op die piëzo -elektriese diafragma aangebring word, aangesien die metaalplaat nie gerek is nie, word dit gebuig soos getoon in (a). As die polariteit van die toegepaste spanning omgekeer word, krimp die piëzo -elektriese keramiek en word die metaalplaat na die teenoorgestelde kant gebuig soos getoon in (b).

As die rigting van die toegepaste spanning wissel, word die toestande van (a) en (b) herhaal, en soos getoon in (c), word klankgolwe in die lug gegenereer.