Zobrazení: 213 Autor: Editor webu Čas publikování: 2019-09-05 Původ: místo
Piezoelektrické bzučáky jsou široce používány v různých elektronických zařízeních, jako jsou alarmy, časovače a elektronické hračky. Jsou oblíbenou volbou pro svou kompaktní velikost, nízkou spotřebu energie a vysokou spolehlivost. V tomto článku prozkoumáme mechanismus generování zvuku v piezoelektrických bzučákech.
Piezoelektrické bzučáky jsou zařízení, která přeměňují elektrickou energii na mechanické vibrace, které zase generují zvukové vlny. Bzučáky se skládají z piezoelektrického keramického disku, který je vložen mezi dvě kovové elektrody. Když se na elektrody přivede střídavé napětí, disk vibruje a generuje zvukové vlny.
Piezoelektrický jev je schopnost určitých materiálů generovat elektrický náboj v reakci na mechanické namáhání a naopak. Piezoelektrické materiály mají krystalickou strukturu, která je vysoce uspořádaná a symetrická. Když je materiál vystaven mechanické síle, naruší se symetrie krystalové mřížky, což má za následek vznik elektrického náboje.
Piezoelektrické bzučáky se skládají z piezoelektrického keramického disku, který je namontován na kovové desce. Kovová deska funguje jako membrána, která zesiluje vibrace generované piezoelektrickým kotoučem. Když je na elektrody přivedeno střídavé napětí, piezoelektrický kotouč se rychle roztahuje a smršťuje, což způsobuje vibraci kovové desky. Tato vibrace vytváří zvukové vlny, které jsou zesíleny membránou a vyzařovány do okolního vzduchu.
Frekvence a amplituda zvuku generovaného piezoelektrickým bzučákem závisí na velikosti a tvaru keramického disku, stejně jako na frekvenci a amplitudě střídavého napětí aplikovaného na elektrody. Obecně platí, že menší keramické disky produkují vyšší frekvence, zatímco větší disky produkují nižší frekvence. Podobně vyšší napětí vytváří větší amplitudy, což má za následek hlasitější zvuky.
Existují dva hlavní typy piezoelektrických bzučáků: samočinné a externě poháněné. Samohybné bzučáky mají vestavěný oscilátor, který generuje střídavé napětí potřebné k pohonu piezoelektrického disku. Externě řízené bzučáky vyžadují externí oscilátor, který zajišťuje střídavé napětí.
Piezoelektrické bzučáky se používají v široké škále aplikací, včetně:
Alarmy a časovače
Elektronické hračky
Automobilové výstražné systémy
Lékařská zařízení
Domácí spotřebiče
Piezoelektrické bzučáky nabízejí několik výhod oproti jiným typům generátorů zvuku, včetně:
Kompaktní velikost
Nízká spotřeba energie
Vysoká spolehlivost
Široký rozsah provozních teplot
Nízké elektromagnetické rušení
Navzdory mnoha výhodám mají piezoelektrické bzučáky také některé nevýhody, včetně:
Omezený frekvenční rozsah
Omezená hladina akustického tlaku
Špatná kvalita zvuku
Piezoelektrické bzučáky jsou všestranná zařízení, která se používají v široké řadě elektronických aplikací. Mechanismus jejich činnosti je založen na piezoelektrickém jevu, který umožňuje určitým materiálům přeměnit elektrickou energii na mechanické vibrace. Díky pochopení principů piezoelektrických bzučáků mohou konstruktéři vybrat správný typ bzučáku pro svou aplikaci a optimalizovat jeho výkon.
Struktura piezoelektrické membrány
Piezoelektrický zvukový prvek musí mít piezoelektrickou membránu.
Jedná se o jednoduchou strukturu, ve které piezoelektrická keramika přilne k kovové desce z mosazi nebo slitiny niklu.
Mechanismus produkce zvuku pro piezo membrány
Když se na piezoelektrickou keramiku přivede napětí, rozšíří se v její rovině. Když je na piezoelektrickou membránu přivedeno napětí, protože kovová deska není napnutá, je ohnuta, jak je znázorněno na (a). Když se polarita přivedeného napětí obrátí, piezoelektrická keramika se smrští a kovová deska se ohne na opačnou stranu, jak je znázorněno na (b).
Když se směr aplikovaného napětí střídá, stavy (a) a (b) se opakují a jak je znázorněno na (c), ve vzduchu se generují zvukové vlny.
