Mecanismul sunetului buzzer piezoelectric

Buzunarele piezoelectrice sunt utilizate pe scară largă în diverse dispozitive electronice, cum ar fi alarme, cronometre și jucării electronice. Acestea sunt o alegere populară datorită dimensiunii compacte, consumului redus de energie și fiabilității ridicate. În acest articol, vom explora mecanismul din spatele generarii de sunet în zumzetele piezoelectrice.

Introducere

Buzunarele piezoelectrice sunt dispozitive care transformă energia electrică în vibrații mecanice, care la rândul lor generează unde sonore. Buzunarele constau dintr -un disc ceramic piezoelectric care este sandwich între doi electrozi metalici. Când se aplică o tensiune de curent alternativ la electrozi, discul vibrează, generând unde sonore.

piezoelectric Efect

Efectul piezoelectric este capacitatea anumitor materiale de a genera o sarcină electrică ca răspuns la stresul mecanic și invers. Materialele piezoelectrice au o structură cristalină care este extrem de ordonată și simetrică. Când materialul este supus unei forțe mecanice, simetria rețelei de cristal este perturbată, ceea ce duce la generarea unei sarcini electrice.

Principiul de lucru al zgomotelor piezoelectrice

Buzunarele piezoelectrice constau dintr -un disc ceramic piezoelectric care este montat pe o placă metalică. Placa metalică acționează ca o diafragmă, care amplifică vibrațiile generate de discul piezoelectric. Când se aplică o tensiune de curent alternativ la electrozi, discul piezoelectric se extinde și se contractă rapid, determinând vibrarea plăcii metalice. Această vibrație generează unde sonore, care sunt amplificate de diafragmă și radiate în aerul din jur.

Frecvență și amplitudine

Frecvența și amplitudinea sunetului generat de un buzzer piezoelectric depind de dimensiunea și forma discului ceramic, precum și de frecvența și amplitudinea tensiunii de curent alternativ aplicat electrozilor. În general, discurile ceramice mai mici produc frecvențe mai mari, în timp ce discurile mai mari produc frecvențe mai mici. În mod similar, tensiunile mai mari produc amplitudini mai mari, rezultând sunete mai puternice.

Tipuri de zumzeturi piezoelectrice

Există două tipuri principale de zumzeturi piezoelectrice: condus de sine și condus extern. Buzunarele bazate pe sine au un oscilator încorporat care generează tensiunea de curent alternativ necesar pentru a conduce discul piezoelectric. Buzunarele conduse extern necesită un oscilator extern pentru a furniza tensiunea de curent alternativ.

Aplicații de zumzeturi piezoelectrice

Buzunarele piezoelectrice sunt utilizate într -o gamă largă de aplicații, inclusiv:

• Alarme și cronometre

• Jucării electronice

• Sisteme de avertizare auto

• Dispozitive medicale

• Aparate de acasă

  
  

Avantajele zgomotelor piezoelectrice

Buzunarele piezoelectrice oferă mai multe avantaje față de alte tipuri de generatoare de sunet, inclusiv:

• Dimensiune compactă

• Consum redus de energie

• Fiabilitate ridicată

• Gama largă de temperatură de funcționare

• Interferență electromagnetică scăzută

  
  

Dezavantaje ale zgomotelor piezoelectrice

În ciuda numeroaselor avantaje, buzunarele piezoelectrice au și unele dezavantaje, inclusiv:

• Interval de frecvență limitat

• Nivel limitat de presiune sonoră

• Calitatea sunetului slab

  
  

Concluzie

Buzunarele piezoelectrice sunt dispozitive versatile care sunt utilizate într -o gamă largă de aplicații electronice. Mecanismul din spatele funcționării lor se bazează pe efectul piezoelectric, care permite anumitor materiale să transforme energia electrică în vibrații mecanice. Înțelegând principiile din spatele buzunarelor piezoelectrice, designerii pot alege tipul potrivit de sonerie pentru aplicarea lor și pot optimiza performanța acestuia.

Structura diafragmei piezoelectrice

Elementul de sunet piezoelectric trebuie să aibă o diafragmă piezoelectrică.

Aceasta este o structură simplă în care o ceramică piezoelectrică aderă la placa metalică din alamă sau aliaj de nichel.

Mecanism de producere a sunetului pentru diafragme piezo

Când o tensiune este aplicată pe ceramica piezoelectrică, aceasta se extinde în planul său. Când o tensiune este aplicată pe diafragma piezoelectrică, deoarece placa metalică nu este întinsă, aceasta este îndoită așa cum se arată în (a). Când polaritatea tensiunii aplicate este inversată, ceramica piezoelectrică se micșorează și placa metalică este îndoită spre partea opusă, așa cum se arată în (b).

Când direcția tensiunii aplicate alternează, stările (a) și (b) sunt repetate și, așa cum se arată în (c), undele sonore sunt generate în aer.