Cơ chế âm thanh phân tiết áp điện

Buzzer áp điện được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện tử khác nhau như báo thức, bộ hẹn giờ và đồ chơi điện tử. Chúng là một lựa chọn phổ biến do kích thước nhỏ gọn, mức tiêu thụ năng lượng thấp và độ tin cậy cao. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ khám phá cơ chế đằng sau việc tạo ra âm thanh trong tiếng chuông áp điện.

Giới thiệu

Buzzer áp điện là các thiết bị chuyển đổi năng lượng điện thành các rung động cơ học, từ đó tạo ra sóng âm. Các còi bao gồm một đĩa gốm áp điện được kẹp giữa hai điện cực kim loại. Khi điện áp AC được áp dụng cho các điện cực, đĩa rung, tạo sóng âm thanh.

áp điện Hiệu ứng

Hiệu ứng áp điện là khả năng của một số vật liệu nhất định tạo ra điện tích để đáp ứng với căng thẳng cơ học và ngược lại. Vật liệu áp điện có cấu trúc tinh thể được đặt hàng cao và đối xứng. Khi vật liệu phải chịu một lực cơ học, tính đối xứng của mạng tinh thể bị phá vỡ, dẫn đến việc tạo ra một điện tích.

Nguyên tắc làm việc của Buzzer điện áp

Buzzer áp điện bao gồm một đĩa gốm áp điện được gắn trên một tấm kim loại. Tấm kim loại hoạt động như một cơ hoành, khuếch đại các rung động được tạo ra bởi đĩa áp điện. Khi một điện áp AC được áp dụng cho các điện cực, đĩa áp điện mở rộng và hợp đồng nhanh chóng, khiến tấm kim loại rung động. Rung này tạo ra sóng âm thanh, được khuếch đại bởi cơ hoành và tỏa ra không khí xung quanh.

Tần số và biên độ

Tần số và biên độ của âm thanh được tạo ra bởi một còi áp điện phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của đĩa gốm, cũng như tần số và biên độ của điện áp AC được áp dụng cho các điện cực. Nói chung, đĩa gốm nhỏ hơn tạo ra tần số cao hơn, trong khi các đĩa lớn hơn tạo ra tần số thấp hơn. Tương tự, điện áp cao hơn tạo ra biên độ lớn hơn, dẫn đến âm thanh to hơn.

Các loại Buzzer điện áp

Có hai loại buzzer áp điện chính: tự điều khiển và điều khiển bên ngoài. Buzzer tự điều khiển có bộ dao động tích hợp tạo ra điện áp AC cần thiết để điều khiển đĩa áp điện. Buzzer điều khiển bên ngoài yêu cầu một bộ dao động bên ngoài để cung cấp điện áp AC.

Ứng dụng Buzzer điện áp

Buzzer áp điện được sử dụng trong một loạt các ứng dụng, bao gồm:

• Báo động và hẹn giờ

• Đồ chơi điện tử

• Hệ thống cảnh báo ô tô

• Thiết bị y tế

• Thiết bị gia dụng

  
  

Ưu điểm của Buzzer điện áp

Buzzer Piezoellectric cung cấp một số lợi thế so với các loại máy phát âm thanh khác, bao gồm:

• Kích thước nhỏ gọn

• Tiêu thụ năng lượng thấp

• Độ tin cậy cao

• Phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng

• Giao thoa điện từ thấp

  
  

Nhược điểm của Buzzer điện áp

Mặc dù có nhiều lợi thế của họ, Buzzer áp điện cũng có một số nhược điểm, bao gồm:

• Phạm vi tần số hạn chế

• Mức áp suất âm thanh hạn chế

• Chất lượng âm thanh kém

  
  

Phần kết luận

Buzzer áp điện là các thiết bị linh hoạt được sử dụng trong một loạt các ứng dụng điện tử. Cơ chế đằng sau hoạt động của chúng dựa trên hiệu ứng áp điện, cho phép một số vật liệu nhất định chuyển đổi năng lượng điện thành các rung động cơ học. Bằng cách hiểu các nguyên tắc đằng sau những tiếng vo vo áp điện, các nhà thiết kế có thể chọn loại chuông phù hợp cho ứng dụng của họ và tối ưu hóa hiệu suất của nó.

Cấu trúc của màng áp điện

Các yếu tố âm thanh áp điện phải có cơ hoành áp điện.

Đây là một cấu trúc đơn giản trong đó một gốm áp điện bám dính với tấm kim loại hợp kim đồng thau hoặc niken.

Cơ chế sản xuất âm thanh cho cơ hoành piezo

Khi một điện áp được áp dụng cho gốm áp điện, nó sẽ kéo dài trong mặt phẳng của nó. Khi một điện áp được áp dụng cho cơ hoành áp điện, vì tấm kim loại không được kéo dài, nó được uốn cong như trong (a). Khi độ phân cực của điện áp ứng dụng được đảo ngược, các loại gốm áp điện áp và tấm kim loại được uốn cong về phía đối diện như trong (b).

Khi hướng của điện áp ứng dụng xen kẽ, các trạng thái của (a) và (b) được lặp lại và như thể hiện trong (c), sóng âm được tạo ra trong không khí.