Mechanismus des piezoelektrischen Summerschalls

Piezoelektrische Summer werden häufig in verschiedenen elektronischen Geräten wie Alarmen, Timern und elektronischem Spielzeug verwendet. Sie sind aufgrund ihrer kompakten Größe, ihres geringen Stromverbrauchs und ihrer hohen Zuverlässigkeit eine beliebte Wahl. In diesem Artikel werden wir den Mechanismus hinter der Erzeugung von Klang in piezoelektrischen Summer untersuchen.

Einführung

Piezoelektrische Summer sind Geräte, die elektrische Energie in mechanische Schwingungen umwandeln, die wiederum Schallwellen erzeugen. Die Summer bestehen aus einer piezoelektrischen Keramikscheibe, die zwischen zwei Metallelektroden liegt. Wenn eine Wechselspannung auf die Elektroden angelegt wird, vibriert die Scheibe und erzeugt Schallwellen.

Piezoelektrischer  Effekt

Der piezoelektrische Effekt ist die Fähigkeit bestimmter Materialien, eine elektrische Ladung als Reaktion auf mechanische Spannung zu erzeugen und umgekehrt. Piezoelektrische Materialien haben eine kristalline Struktur, die hoch geordnet und symmetrisch ist. Wenn das Material einer mechanischen Kraft unterzogen wird, wird die Symmetrie des Kristallgitters gestört, was zur Erzeugung einer elektrischen Ladung führt.

Arbeitsprinzip der piezoelektrischen Summers

Piezoelektrische Summer bestehen aus einer piezoelektrischen Keramikscheibe, die auf einer Metallplatte montiert ist. Die Metallplatte wirkt als Zwerchfell, was die durch die piezoelektrischen Scheibe erzeugten Schwingungen verstärkt. Wenn eine Wechselstromspannung auf die Elektroden angelegt wird, dehnt sich die piezoelektrische Scheibe schnell aus und verzieht sich schnell, wodurch die Metallplatte vibriert. Diese Schwingung erzeugt Schallwellen, die durch das Zwerchfell verstärkt und in die umgebende Luft ausgestrahlt werden.

Frequenz und Amplitude

Die Frequenz und Amplitude des Schalls, die durch einen piezoelektrischen Summer erzeugt wird, hängt von der Größe und Form der Keramikscheibe sowie der Frequenz und Amplitude der auf die Elektroden angelegten Wechselspannung ab. Im Allgemeinen erzeugen kleinere Keramikscheiben höhere Frequenzen, während größere Scheiben niedrigere Frequenzen erzeugen. In ähnlicher Weise erzeugen höhere Spannungen größere Amplituden, was zu lauteren Geräuschen führt.

Arten von piezoelektrischen Summer

Es gibt zwei Hauptarten von piezoelektrischen Summer: selbstgetrieben und extern angetrieben. Selbstgetriebene Summer verfügen über einen eingebauten Oszillator, der die Wechselspannung erzeugt, die für die Antrieb der piezoelektrischen Scheibe erforderlich ist. Externe Summer benötigen einen externen Oszillator, um die Wechselspannung zu liefern.

Anwendungen von piezoelektrischen Summer

Piezoelektrische Summer werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, darunter:

• Alarme und Timer

• Elektronisches Spielzeug

• Kfz -Warnsysteme

• Medizinprodukte

• Haushaltsgeräte

  
  

Vorteile von piezoelektrischen Summer

Piezoelektrische Summer bieten mehrere Vorteile gegenüber anderen Arten von Schallgeneratoren, darunter:

• Kompakte Größe

• Niedriger Stromverbrauch

• Hohe Zuverlässigkeit

• Breiter Betriebstemperaturbereich

• Niedrige elektromagnetische Störung

  
  

Nachteile von piezoelektrischen Summer

Trotz ihrer vielen Vorteile haben piezoelektrische Summer auch einige Nachteile, darunter:

• Begrenzter Frequenzbereich

• Begrenzter Schalldruckpegel

• Schlechte Klangqualität

  
  

Abschluss

Piezoelektrische Summer sind vielseitige Geräte, die in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen verwendet werden. Der Mechanismus hinter ihrem Betrieb basiert auf dem piezoelektrischen Effekt, wodurch bestimmte Materialien elektrische Energie in mechanische Schwingungen umwandeln können. Durch das Verständnis der Prinzipien hinter piezoelektrischen Summer können Designer den richtigen Summer für ihre Anwendung auswählen und deren Leistung optimieren.

Piezoelektrikumstruktur

Das piezoelektrische Schallelement muss ein piezoelektrisches Zwerchfell haben.

Dies ist eine einfache Struktur, in der eine piezoelektrische Keramik an Messing- oder Nickel -Legierungs -Metallplatten haftet.

Mechanismus der Erzeugung von Klang für Piezo -Zwerchfell

Wenn eine Spannung auf die piezoelektrische Keramik aufgetragen wird, erstreckt sie sich in seiner Ebene. Wenn eine Spannung auf das piezoelektrische Zwerchfell aufgetragen wird, ist sie nicht wie in (a) gezeigt, da die Metallplatte nicht gestreckt ist. Wenn die Polarität der angelegten Spannung umgekehrt ist, schrumpft der piezoelektrische Keramik und die Metallplatte in Richtung der gegenüberliegenden Seite, wie in (b) gezeigt.

Wenn sich die Richtung der angelegten Spannung wechselt, werden die Zustände von (a) und (b) wiederholt und wie in (c) gezeigt, werden Schallwellen in der Luft erzeugt.