पीज़ोइलेक्ट्रिक बजर ध्वनि का तंत्र

पीजोइलेक्ट्रिक बजर का व्यापक रूप से विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे अलार्म, टाइमर और इलेक्ट्रॉनिक खिलौनों में उपयोग किया जाता है। वे अपने कॉम्पैक्ट आकार, कम बिजली की खपत और उच्च विश्वसनीयता के कारण एक लोकप्रिय विकल्प हैं। इस लेख में, हम पीजोइलेक्ट्रिक बजर में ध्वनि उत्पन्न करने के पीछे के तंत्र का पता लगाएंगे।

परिचय

पीजोइलेक्ट्रिक बजर ऐसे उपकरण हैं जो विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक कंपन में परिवर्तित करते हैं, जो बदले में ध्वनि तरंगें उत्पन्न करते हैं। बजर में एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क होती है जो दो धातु इलेक्ट्रोड के बीच सैंडविच होती है। जब इलेक्ट्रोड पर एसी वोल्टेज लगाया जाता है, तो डिस्क कंपन करती है, जिससे ध्वनि तरंगें उत्पन्न होती हैं।

पीजोइलेक्ट्रिक  प्रभाव

पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव यांत्रिक तनाव के जवाब में विद्युत चार्ज उत्पन्न करने के लिए कुछ सामग्रियों की क्षमता है, और इसके विपरीत। पीजोइलेक्ट्रिक सामग्रियों में एक क्रिस्टलीय संरचना होती है जो अत्यधिक क्रमबद्ध और सममित होती है। जब सामग्री को यांत्रिक बल के अधीन किया जाता है, तो क्रिस्टल जाली की समरूपता बाधित हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप विद्युत आवेश उत्पन्न होता है।

पीजोइलेक्ट्रिक बजर का कार्य सिद्धांत

पीजोइलेक्ट्रिक बजर में एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक डिस्क होती है जो धातु की प्लेट पर लगी होती है। धातु की प्लेट एक डायाफ्राम के रूप में कार्य करती है, जो पीजोइलेक्ट्रिक डिस्क द्वारा उत्पन्न कंपन को बढ़ाती है। जब इलेक्ट्रोड पर एसी वोल्टेज लगाया जाता है, तो पीजोइलेक्ट्रिक डिस्क तेजी से फैलती और सिकुड़ती है, जिससे धातु की प्लेट कंपन करने लगती है। यह कंपन ध्वनि तरंगें उत्पन्न करता है, जो डायाफ्राम द्वारा प्रवर्धित होती हैं और आसपास की हवा में विकिरणित होती हैं।

आवृत्ति और आयाम

पीजोइलेक्ट्रिक बजर द्वारा उत्पन्न ध्वनि की आवृत्ति और आयाम सिरेमिक डिस्क के आकार और आकार के साथ-साथ इलेक्ट्रोड पर लागू एसी वोल्टेज की आवृत्ति और आयाम पर निर्भर करता है। आम तौर पर, छोटी सिरेमिक डिस्क उच्च आवृत्तियाँ उत्पन्न करती हैं, जबकि बड़ी डिस्क कम आवृत्तियाँ उत्पन्न करती हैं। इसी प्रकार, उच्च वोल्टेज अधिक आयाम उत्पन्न करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तेज़ ध्वनियाँ उत्पन्न होती हैं।

पीजोइलेक्ट्रिक बजर के प्रकार

पीजोइलेक्ट्रिक बजर के दो मुख्य प्रकार हैं: स्व-चालित और बाह्य रूप से संचालित। स्व-चालित बज़र्स में एक अंतर्निर्मित ऑसिलेटर होता है जो पीजोइलेक्ट्रिक डिस्क को चलाने के लिए आवश्यक एसी वोल्टेज उत्पन्न करता है। बाहरी रूप से संचालित बजर को एसी वोल्टेज प्रदान करने के लिए एक बाहरी थरथरानवाला की आवश्यकता होती है।

पीजोइलेक्ट्रिक बजर के अनुप्रयोग

पीजोइलेक्ट्रिक बजर का उपयोग अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

• अलार्म और टाइमर

• इलेक्ट्रॉनिक खिलौने

• ऑटोमोटिव चेतावनी प्रणाली

• चिकित्सा उपकरण

• घरेलू उपकरण

  
  

पीजोइलेक्ट्रिक बजर के लाभ

पीजोइलेक्ट्रिक बजर अन्य प्रकार के ध्वनि जनरेटरों की तुलना में कई फायदे प्रदान करते हैं, जिनमें शामिल हैं:

• संक्षिप्त आकार

• कम बिजली की खपत

• उच्च विश्वसनीयता

• व्यापक ऑपरेटिंग तापमान रेंज

• कम विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप

  
  

पीजोइलेक्ट्रिक बजर के नुकसान

अपने कई फायदों के बावजूद, पीजोइलेक्ट्रिक बजर के कुछ नुकसान भी हैं, जिनमें शामिल हैं:

• सीमित आवृत्ति रेंज

• सीमित ध्वनि दबाव स्तर

• ख़राब ध्वनि गुणवत्ता

  
  

निष्कर्ष

पीजोइलेक्ट्रिक बजर बहुमुखी उपकरण हैं जिनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। उनके संचालन के पीछे का तंत्र पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर आधारित है, जो कुछ सामग्रियों को विद्युत ऊर्जा को यांत्रिक कंपन में परिवर्तित करने की अनुमति देता है। पीजोइलेक्ट्रिक बजर के पीछे के सिद्धांतों को समझकर, डिजाइनर अपने अनुप्रयोग के लिए सही प्रकार के बजर का चयन कर सकते हैं और इसके प्रदर्शन को अनुकूलित कर सकते हैं।

पीज़ोइलेक्ट्रिक डायाफ्राम की संरचना

पीजोइलेक्ट्रिक ध्वनि तत्व में पीजोइलेक्ट्रिक डायाफ्राम होना चाहिए।

यह एक सरल संरचना है जिसमें एक पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पीतल या निकल मिश्र धातु धातु की प्लेट से चिपक जाता है।

पीजो डायाफ्राम के लिए ध्वनि उत्पन्न करने का तंत्र

जब पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह अपने तल में फैल जाता है। जब पीजोइलेक्ट्रिक डायाफ्राम पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो चूंकि धातु की प्लेट खिंचती नहीं है, इसलिए यह मुड़ जाती है जैसा कि (ए) में दिखाया गया है। जब लागू वोल्टेज की ध्रुवता उलट जाती है, तो पीज़ोइलेक्ट्रिक सिरेमिक सिकुड़ जाता है और धातु की प्लेट विपरीत दिशा की ओर झुक जाती है जैसा कि (बी) में दिखाया गया है।

जब लागू वोल्टेज की दिशा बदलती है, तो (ए) और (बी) की स्थिति दोहराई जाती है, और जैसा कि (सी) में दिखाया गया है, हवा में ध्वनि तरंगें उत्पन्न होती हैं।