Vistas: 213 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2019-09-05 Origen: Sitio
Los zumbadores piezoeléctricos se utilizan ampliamente en diversos dispositivos electrónicos, como alarmas, temporizadores y juguetes electrónicos. Son una opción popular debido a su tamaño compacto, bajo consumo de energía y alta confiabilidad. En este artículo, exploraremos el mecanismo detrás de la generación de sonido en los zumbadores piezoeléctricos.
Los zumbadores piezoeléctricos son dispositivos que convierten la energía eléctrica en vibraciones mecánicas, que a su vez generan ondas sonoras. Los zumbadores consisten en un disco cerámico piezoeléctrico intercalado entre dos electrodos metálicos. Cuando se aplica un voltaje de CA a los electrodos, el disco vibra y genera ondas sonoras.
El efecto piezoeléctrico es la capacidad que tienen ciertos materiales de generar una carga eléctrica en respuesta a un estrés mecánico, y viceversa. Los materiales piezoeléctricos tienen una estructura cristalina muy ordenada y simétrica. Cuando el material se somete a una fuerza mecánica, la simetría de la red cristalina se altera, lo que da como resultado la generación de una carga eléctrica.
Los zumbadores piezoeléctricos constan de un disco cerámico piezoeléctrico montado sobre una placa de metal. La placa de metal actúa como un diafragma que amplifica las vibraciones generadas por el disco piezoeléctrico. Cuando se aplica un voltaje de CA a los electrodos, el disco piezoeléctrico se expande y se contrae rápidamente, lo que hace que la placa de metal vibre. Esta vibración genera ondas sonoras que son amplificadas por el diafragma y irradiadas al aire circundante.
La frecuencia y amplitud del sonido generado por un zumbador piezoeléctrico dependen del tamaño y la forma del disco cerámico, así como de la frecuencia y amplitud del voltaje de CA aplicado a los electrodos. Generalmente, los discos cerámicos más pequeños producen frecuencias más altas, mientras que los discos más grandes producen frecuencias más bajas. De manera similar, los voltajes más altos producen mayores amplitudes, lo que resulta en sonidos más fuertes.
Hay dos tipos principales de zumbadores piezoeléctricos: los autoaccionados y los accionados externamente. Los zumbadores autónomos tienen un oscilador incorporado que genera el voltaje de CA necesario para accionar el disco piezoeléctrico. Los zumbadores controlados externamente requieren un oscilador externo para proporcionar voltaje de CA.
Los zumbadores piezoeléctricos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen:
Alarmas y temporizadores
juguetes electronicos
Sistemas de alerta automotriz
Dispositivos médicos
electrodomésticos
Los zumbadores piezoeléctricos ofrecen varias ventajas sobre otros tipos de generadores de sonido, entre ellas:
Tamaño compacto
Bajo consumo de energía
Alta confiabilidad
Amplio rango de temperatura de funcionamiento
Baja interferencia electromagnética
A pesar de sus muchas ventajas, los zumbadores piezoeléctricos también tienen algunas desventajas, entre ellas:
Rango de frecuencia limitado
Nivel de presión sonora limitado
Mala calidad de sonido
Los zumbadores piezoeléctricos son dispositivos versátiles que se utilizan en una amplia gama de aplicaciones electrónicas. El mecanismo de su funcionamiento se basa en el efecto piezoeléctrico, que permite a ciertos materiales convertir la energía eléctrica en vibraciones mecánicas. Al comprender los principios detrás de los zumbadores piezoeléctricos, los diseñadores pueden elegir el tipo correcto de zumbador para su aplicación y optimizar su rendimiento.
Estructura del diafragma piezoeléctrico.
El elemento sonoro piezoeléctrico debe tener un diafragma piezoeléctrico.
Se trata de una estructura sencilla en la que una cerámica piezoeléctrica se adhiere a una placa metálica de latón o aleación de níquel.
Mecanismo de producción de sonido para diafragmas piezoeléctricos.
Cuando se aplica un voltaje a la cerámica piezoeléctrica, se extiende en su plano. Cuando se aplica voltaje al diafragma piezoeléctrico, dado que la placa de metal no se estira, se dobla como se muestra en (a). Cuando se invierte la polaridad del voltaje aplicado, la cerámica piezoeléctrica se contrae y la placa de metal se dobla hacia el lado opuesto como se muestra en (b).
Cuando se alterna la dirección del voltaje aplicado, los estados de (a) y (b) se repiten y, como se muestra en (c), se generan ondas sonoras en el aire.
