Mekanizmi i tingullit të gumzerit piezoelektrik

Gumëzuesit piezoelektrikë përdoren gjerësisht në pajisje të ndryshme elektronike si alarmet, kohëmatësit dhe lodrat elektronike. Ato janë një zgjedhje popullore për shkak të madhësisë së tyre kompakte, konsumit të ulët të energjisë dhe besueshmërisë së lartë. Në këtë artikull, ne do të shqyrtojmë mekanizmin që qëndron pas gjenerimit të tingullit në gumëzhitje piezoelektrike.

Prezantim

Buzzerët piezoelektrikë janë pajisje që shndërrojnë energjinë elektrike në dridhje mekanike, të cilat nga ana tjetër gjenerojnë valë të shëndosha. Buzzerët përbëhen nga një disk qeramik piezoelektrik që është sanduiç midis dy elektrodave metalike. Kur një tension AC aplikohet në elektroda, disku dridhet, duke gjeneruar valë tingujsh.

piezoelektrik Efekt

Efekti piezoelektrik është aftësia e materialeve të caktuara për të gjeneruar një ngarkesë elektrike në përgjigje të stresit mekanik, dhe anasjelltas. Materialet piezoelektrike kanë një strukturë kristalore që është shumë e porositur dhe simetrike. Kur materiali i nënshtrohet një force mekanike, simetria e grilës kristal është ndërprerë, duke rezultuar në gjenerimin e një ngarkese elektrike.

Parimi i punës i gumëzhatave piezoelektrike

Buzzat piezoelektrike përbëhen nga një disk qeramik piezoelektrik që është montuar në një pllakë metalike. Pllaka metalike vepron si një diafragmë, e cila amplifikon dridhjet e krijuara nga disku piezoelektrik. Kur një tension AC aplikohet në elektroda, disku piezoelektrik zgjerohet dhe kontrakton me shpejtësi, duke bërë që pllaka metalike të dridhet. Kjo dridhje gjeneron valë të shëndosha, të cilat amplifikohen nga diafragma dhe rrezatohen në ajrin përreth.

Frekuenca dhe amplituda

Frekuenca dhe amplituda e tingullit të gjeneruar nga një gumëzhitës piezoelektrik varet nga madhësia dhe forma e diskut qeramik, si dhe nga frekuenca dhe amplituda e tensionit AC të aplikuar në elektroda. Në përgjithësi, disqe më të vogla qeramike prodhojnë frekuenca më të larta, ndërsa disqe më të mëdha prodhojnë frekuenca më të ulëta. Në mënyrë të ngjashme, voltazhet më të larta prodhojnë amplituda më të mëdha, duke rezultuar në tinguj më të lartë.

Llojet e gumëzave piezoelektrike

Ekzistojnë dy lloje kryesore të gumëzhitjeve piezoelektrike: të vetë-drejtuar dhe të drejtuar nga jashtë. Buzzerët e vetë-drejtuar kanë një oshilator të integruar që gjeneron tensionin AC të kërkuar për të drejtuar diskun piezoelektrik. Buzzerët e drejtuar nga jashtë kërkojnë një oshilator të jashtëm për të siguruar tensionin AC.

Aplikimet e gumëzave piezoelektrike

Buzzerët piezoelektrikë përdoren në një gamë të gjerë aplikimesh, duke përfshirë:

• Alarmet dhe kohëmatësit

• Lodra elektronike

• Sistemet e paralajmërimit të automobilave

• Pajisje mjekësore

• Pajisje shtëpiake

  
  

Përparësitë e gumëzhatave piezoelektrike

Buzerët piezoelektrikë ofrojnë disa avantazhe ndaj llojeve të tjera të gjeneratorëve të tingullit, duke përfshirë:

• Madhësi kompakte

• Konsumi i ulët i energjisë

• Besueshmëri e lartë

• Gama e gjerë e temperaturës së funksionimit

• Ndërhyrje e ulët elektromagnetike

  
  

Disavantazhet e gumëzave piezoelektrike

Megjithë avantazhet e tyre të shumta, gumëzhitjet piezoelektrike gjithashtu kanë disa disavantazhe, duke përfshirë:

• Varg i kufizuar i frekuencës

• Niveli i kufizuar i presionit të zërit

• Cilësi e dobët e zërit

  
  

Përfundim

Buzzerët piezoelektrikë janë pajisje të gjithanshme që përdoren në një gamë të gjerë të aplikacioneve elektronike. Mekanizmi që qëndron pas funksionimit të tyre bazohet në efektin piezoelektrik, i cili lejon që materiale të caktuara të shndërrojnë energjinë elektrike në dridhje mekanike. Duke kuptuar parimet që qëndrojnë pas gumëzave piezoelektrike, projektuesit mund të zgjedhin llojin e duhur të buzzerit për aplikimin e tyre dhe të optimizojnë performancën e tij.

Struktura e diafragmës piezoelektrike

Elementi i tingullit piezoelektrik duhet të ketë një diafragmë piezoelektrike.

Kjo është një strukturë e thjeshtë në të cilën një qeramikë piezoelektrike i përmbahet pllakës metalike prej bronzi ose aliazh nikeli.

Mekanizmi i prodhimit të tingullit për diafragmat piezo

Kur një tension aplikohet në qeramikën piezoelektrike, ajo shtrihet në aeroplanin e tij. Kur një tension aplikohet në diafragmën piezoelektrike, pasi pllaka metalike nuk shtrihet, ajo është e përkulur siç tregohet në (a). Kur polariteti i tensionit të aplikuar përmbyset, qeramika piezoelektrike tkurret dhe pllaka metalike është e përkulur drejt anës së kundërt siç tregohet në (b).

Kur drejtimi i tensionit të aplikuar alternon, gjendjet e (a) dhe (b) përsëriten, dhe siç tregohet në (c), valët e zërit gjenerohen në ajër.