Mécanisme du son de buzzer piézoélectrique

Les buzzers piézoélectriques sont largement utilisés dans divers appareils électroniques tels que les alarmes, les minuteries et les jouets électroniques. Ils sont un choix populaire en raison de leur taille compacte, de leur faible consommation d'énergie et de leur fiabilité élevée. Dans cet article, nous explorerons le mécanisme derrière la génération du son dans les buzzers piézoélectriques.

Introduction

Les buzzers piézoélectriques sont des appareils qui convertissent l'énergie électrique en vibrations mécaniques, qui à leur tour génèrent des ondes sonores. Les buzzers se composent d'un disque en céramique piézoélectrique qui est pris en sandwich entre deux électrodes métalliques. Lorsqu'une tension CA est appliquée aux électrodes, le disque vibre, générant des ondes sonores.

piézoélectrique Effet

L'effet piézoélectrique est la capacité de certains matériaux à générer une charge électrique en réponse à la contrainte mécanique, et vice versa. Les matériaux piézoélectriques ont une structure cristalline fortement commandée et symétrique. Lorsque le matériau est soumis à une force mécanique, la symétrie du réseau cristallin est perturbée, entraînant la génération d'une charge électrique.

Principe de travail des buzzers piézoélectriques

Les buzzers piézoélectriques se composent d'un disque en céramique piézoélectrique monté sur une plaque métallique. La plaque métallique agit comme un diaphragme, qui amplifie les vibrations générées par le disque piézoélectrique. Lorsqu'une tension CA est appliquée aux électrodes, le disque piézoélectrique se dilate et se contracte rapidement, ce qui fait vibrer la plaque métallique. Cette vibration génère des ondes sonores, qui sont amplifiées par le diaphragme et rayonnées dans l'air environnant.

Fréquence et amplitude

La fréquence et l'amplitude du son générées par un buzzer piézoélectrique dépendent de la taille et de la forme du disque céramique, ainsi que de la fréquence et de l'amplitude de la tension CA appliquée aux électrodes. Généralement, les petits disques en céramique produisent des fréquences plus élevées, tandis que les plus grands disques produisent des fréquences plus faibles. De même, des tensions plus élevées produisent de plus grandes amplitudes, ce qui entraîne des sons plus forts.

Types de buzzers piézoélectriques

Il existe deux principaux types de buzzers piézoélectriques: auto-axé sur et motivés à l'extérieur. Les buzzers autonomes ont un oscillateur intégré qui génère la tension CA requise pour conduire le disque piézoélectrique. Les buzzers entraînés à l'extérieur nécessitent un oscillateur externe pour fournir la tension CA.

Applications des buzzers piézoélectriques

Les buzzers piézoélectriques sont utilisés dans un large éventail d'applications, notamment:

• Alarmes et minuteries

• Jouets électroniques

• Systèmes d'avertissement automobile

• Dispositifs médicaux

• Appareils électroménagers

  
  

Avantages des buzzers piézoélectriques

Les buzzers piézoélectriques offrent plusieurs avantages par rapport aux autres types de générateurs de son, notamment:

• Taille compacte

• Faible consommation d'énergie

• Haute fiabilité

• Large plage de température de fonctionnement

• Interférence électromagnétique faible

  
  

Inconvénients des buzzers piézoélectriques

Malgré leurs nombreux avantages, les buzzers piézoélectriques ont également des inconvénients, notamment:

• Plage de fréquences limitée

• Niveau de pression acoustique limité

• Mauvaise qualité sonore

  
  

Conclusion

Les buzzers piézoélectriques sont des appareils polyvalents qui sont utilisés dans une large gamme d'applications électroniques. Le mécanisme derrière leur fonctionnement est basé sur l'effet piézoélectrique, qui permet à certains matériaux de convertir l'énergie électrique en vibrations mécaniques. En comprenant les principes derrière les buzzers piézoélectriques, les concepteurs peuvent choisir le bon type de buzzer pour leur application et optimiser ses performances.

Structure du diaphragme piézoélectrique

L'élément sonore piézoélectrique doit avoir un diaphragme piézoélectrique.

Il s'agit d'une structure simple dans laquelle une céramique piézoélectrique adhère au laiton ou à la plaque métallique en alliage de nickel.

Mécanisme de production de son pour les diaphragmes piézo

Lorsqu'une tension est appliquée à la céramique piézoélectrique, elle s'étend dans son plan. Lorsqu'une tension est appliquée au diaphragme piézoélectrique, puisque la plaque métallique n'est pas étirée, elle est pliée comme indiqué dans (a). Lorsque la polarité de la tension appliquée est inversée, la céramique piézoélectrique se rétrécit et la plaque métallique est pliée vers le côté opposé comme indiqué en (b).

Lorsque la direction de la tension appliquée alterne, les états de (a) et (b) sont répétés, et comme indiqué en (c), les ondes sonores sont générées dans l'air.