Mecanismo de campainha piezoelétrica

As campainhas piezoelétricas são amplamente utilizadas em vários dispositivos eletrônicos, como alarmes, temporizadores e brinquedos eletrônicos. Eles são uma escolha popular devido ao seu tamanho compacto, baixo consumo de energia e alta confiabilidade. Neste artigo, exploraremos o mecanismo por trás da geração de som em campainhas piezoelétricas.

Introdução

Caminhadas piezoelétricas são dispositivos que convertem energia elétrica em vibrações mecânicas, que por sua vez geram ondas sonoras. As campainhas consistem em um disco cerâmico piezoelétrico que é imprensado entre dois eletrodos de metal. Quando uma tensão CA é aplicada aos eletrodos, o disco vibra, gerando ondas sonoras.

piezoelétrico Efeito

O efeito piezoelétrico é a capacidade de certos materiais de gerar uma carga elétrica em resposta ao estresse mecânico e vice -versa. Os materiais piezoelétricos têm uma estrutura cristalina altamente ordenada e simétrica. Quando o material é submetido a uma força mecânica, a simetria da treliça de cristal é interrompida, resultando na geração de uma carga elétrica.

Princípio de trabalho de campainhas piezoelétricas

As campainhas piezoelétricas consistem em um disco cerâmico piezoelétrico montado em uma placa de metal. A placa de metal atua como um diafragma, que amplifica as vibrações geradas pelo disco piezoelétrico. Quando uma tensão CA é aplicada aos eletrodos, o disco piezoelétrico se expande e se contrai rapidamente, fazendo com que a placa de metal vibre. Essa vibração gera ondas sonoras, que são amplificadas pelo diafragma e irradiadas para o ar circundante.

Frequência e amplitude

A frequência e a amplitude do som gerado por uma campainha piezoelétrica dependem do tamanho e forma do disco cerâmico, bem como da frequência e amplitude da tensão CA aplicada aos eletrodos. Geralmente, discos de cerâmica menores produzem frequências mais altas, enquanto discos maiores produzem frequências mais baixas. Da mesma forma, tensões mais altas produzem amplitudes maiores, resultando em sons mais altos.

Tipos de campainhas piezoelétricas

Existem dois tipos principais de campainhas piezoelétricas: auto-acionadas e acionadas externamente. As campainhas auto-acionadas possuem um oscilador embutido que gera a tensão CA necessária para acionar o disco piezoelétrico. As campainhas acionadas externamente exigem um oscilador externo para fornecer a tensão CA.

Aplicações de campainhas piezoelétricas

Caminhas piezoelétricas são usadas em uma ampla gama de aplicações, incluindo:

• Alarmes e temporizadores

• Brinquedos eletrônicos

• Sistemas de Aviso Automotivo

• Dispositivos médicos

• Eletrodomésticos

  
  

Vantagens de campainhas piezoelétricas

Caminhadas piezoelétricas oferecem várias vantagens sobre outros tipos de geradores de som, incluindo:

• Tamanho compacto

• Baixo consumo de energia

• Alta confiabilidade

• Ampla faixa de temperatura operacional

• Baixa interferência eletromagnética

  
  

Desvantagens de campainhas piezoelétricas

Apesar de suas muitas vantagens, as campainhas piezoelétricas também têm algumas desvantagens, incluindo:

• Faixa de frequência limitada

• Nível de pressão sonora limitada

• Baixa qualidade do som

  
  

Conclusão

As campainhas piezoelétricas são dispositivos versáteis que são usados ​​em uma ampla gama de aplicações eletrônicas. O mecanismo por trás de sua operação é baseado no efeito piezoelétrico, que permite que certos materiais convertem energia elétrica em vibrações mecânicas. Ao entender os princípios por trás das campainhas piezoelétricas, os designers podem escolher o tipo certo de campainha para sua aplicação e otimizar seu desempenho.

Estrutura do diafragma piezoelétrico

O elemento de som piezoelétrico deve ter um diafragma piezoelétrico.

Esta é uma estrutura simples na qual uma cerâmica piezoelétrica adere à placa de metal de liga de latão ou níquel.

Mecanismo de produzir som para diafragmas piezo

Quando uma tensão é aplicada à cerâmica piezoelétrica, ela se estende em seu plano. Quando uma tensão é aplicada ao diafragma piezoelétrico, como a placa de metal não é esticada, ela é dobrada como mostrado em (a). Quando a polaridade da tensão aplicada é revertida, o encolhimento de cerâmica piezoelétrica e a placa de metal é dobrada em direção ao lado oposto, como mostrado em (b).

Quando a direção da tensão aplicada alterna, os estados de (a) e (b) são repetidos e, como mostrado em (c), as ondas sonoras são geradas no ar.