Прегледи: 213 Аутор: Уредник сајта Време објаве: 05.09.2019. Порекло: Сајт
Пиезоелектрични зујачи се широко користе у разним електронским уређајима као што су аларми, тајмери и електронске играчке. Они су популаран избор због своје компактне величине, ниске потрошње енергије и високе поузданости. У овом чланку ћемо истражити механизам који стоји иза генерисања звука у пиезоелектричним зујалицама.
Пиезоелектрични зујачи су уређаји који претварају електричну енергију у механичке вибрације, које заузврат стварају звучне таласе. Зујалице се састоје од пиезоелектричног керамичког диска који је у сендвичу између две металне електроде. Када се наизменични напон примени на електроде, диск вибрира, стварајући звучне таласе.
Пиезоелектрични ефекат је способност одређених материјала да генеришу електрични набој као одговор на механички стрес, и обрнуто. Пиезоелектрични материјали имају кристалну структуру која је високо уређена и симетрична. Када је материјал подвргнут механичкој сили, симетрија кристалне решетке је поремећена, што доводи до стварања електричног набоја.
Пиезоелектрични зујачи се састоје од пиезоелектричног керамичког диска који је постављен на металну плочу. Метална плоча делује као дијафрагма, која појачава вибрације које ствара пиезоелектрични диск. Када се наизменични напон примени на електроде, пиезоелектрични диск се брзо шири и скупља, узрокујући вибрирање металне плоче. Ова вибрација генерише звучне таласе, који се појачавају дијафрагмом и зраче у околни ваздух.
Фреквенција и амплитуда звука који ствара пиезоелектрични зујалица зависе од величине и облика керамичког диска, као и од фреквенције и амплитуде наизменичног напона примењеног на електроде. Генерално, мањи керамички дискови производе више фреквенције, док већи дискови производе ниже фреквенције. Слично томе, виши напони производе веће амплитуде, што доводи до гласнијих звукова.
Постоје два главна типа пиезоелектричних зујалица: са сопственим погоном и са спољним погоном. Звучници са сопственим погоном имају уграђени осцилатор који генерише наизменични напон потребан за покретање пиезоелектричног диска. Зујалице са екстерним погоном захтевају екстерни осцилатор да обезбеди наизменични напон.
Пиезоелектрични зујалице се користе у широком спектру апликација, укључујући:
Аларми и тајмери
Електронске играчке
Аутомобилски системи упозорења
Медицинска средства
Кућни апарати
Пиезоелектрични зујалице нуде неколико предности у односу на друге типове генератора звука, укључујући:
Цомпацт сизе
Мала потрошња енергије
Висока поузданост
Широк опсег радне температуре
Ниске електромагнетне сметње
Упркос бројним предностима, пиезоелектрични зујалице имају и неке недостатке, укључујући:
Ограничени фреквенцијски опсег
Ограничен ниво звучног притиска
Лош квалитет звука
Пиезоелектрични зујачи су свестрани уређаји који се користе у широком спектру електронских апликација. Механизам који стоји иза њиховог рада заснива се на пиезоелектричном ефекту, који омогућава одређеним материјалима да претварају електричну енергију у механичке вибрације. Разумевањем принципа иза пиезоелектричних зујалица, дизајнери могу да изаберу прави тип зујалице за њихову примену и оптимизују његове перформансе.
Структура пиезоелектричне дијафрагме
Пиезоелектрични звучни елемент мора имати пиезоелектричну дијафрагму.
Ово је једноставна структура у којој се пиезоелектрична керамика пријања на металну плочу од месинга или легуре никла.
Механизам за производњу звука за пиезо дијафрагме
Када се напон примени на пиезоелектричну керамику, она се протеже у својој равни. Када се на пиезоелектричну дијафрагму примени напон, пошто метална плоча није растегнута, она се савија као што је приказано у (а). Када је поларитет примењеног напона обрнут, пиезоелектрична керамика се скупља и метална плоча се савија према супротној страни као што је приказано на (б).
Када се смер примењеног напона мења, стања (а) и (б) се понављају, а као што је приказано у (ц), звучни таласи се генеришу у ваздуху.
