- Piezoelektrični učinek:
- Inverzni piezoelektrični učinek:
- Piezoelektrični pretvornik:
- Pretvorba sile v električno energijo s pomočjo piezoelektričnega pretvornika:
- Shema piezoelektričnega pretvornika:
- Delo:
Nekateri kristali, kot so barijev titanat, kremen, litijev tantalit itd., Imajo lastnost, da proizvajajo električno energijo, ko nanje po določeni ureditvi uporabijo silo ali pritisk. Prav tako lahko delujejo obratno s pretvorbo električnega signala, ki se prenaša preko njih, v vibracije. Zato se v mnogih aplikacijah uporabljajo kot pretvorniki. Imenujejo se kot piezoelektrični materiali. Tako piezoelektrični pretvornik proizvaja napetost, ko nad njimi deluje sila in obratno. Najprej si oglejmo nekaj aplikacij piezoelektričnega pretvornika, ki mu sledi definicija.
Piezoelektrični učinek:
1. Mehanski analizator napetosti:
Glavna aplikacija je analizator napetosti za stebre v stavbi, kjer se meri sorazmerna napetost, ki nastane pri napetosti nad kristalom, in izračuna se lahko ustrezna napetost.
2. Vžigalniki:
Vžigalnik na plinski gorilnik in vžigalnik cigaret tudi spoštujeta isto pravilo piezoelektričnega učinka, ki proizvaja električni impulz na silo, ki nastane ob nenadnem udarcu sprožilca na material v njih.
Piezo električni učinek je opredeljen kot sprememba električne polarizacije, ki nastane v določenih materialih, kadar so izpostavljeni mehanskim napetostim.
Inverzni piezoelektrični učinek:
1. Kvarčna ura:
V naši uri je kremenov resonator, ki deluje kot oscilator. Element je silicijev dioksid. Električni signal, ki se prenaša skozi kristal, omogoča redno vibriranje, ki nato uravnava prestave v naši uri.
2. Piezo zvočniki:
Zvočnike pogosto uporabljajo v številnih aplikacijah, kot so kazalniki vzvratnih vozil, računalniki itd. V tem primeru pri nanašanju napetosti pri določeni velikosti in frekvenci na zgoraj omenjeni kristal ponavadi vibrirajo. Vibracije je mogoče preusmeriti v prostor z majhno odprtino, zaradi česar se sliši zvok.
Inverzni Piezo električni učinek je opredeljen kot deformacija ali deformacija, ki nastane v nekaterih materialih, kadar je izpostavljena električnemu polju.
Piezoelektrični pretvornik:
Zgoraj je poceni tri terminalni piezoelektrični pretvornik, ki se uporablja v 12V Piezo Buzzer, ki proizvaja zvok s spodnjo razporeditvijo vezja. Kjer črno ohišje postane struktura za ustvarjanje zvočnega zvoka.
Pretvorba sile v električno energijo s pomočjo piezoelektričnega pretvornika:
Poskusimo poskusiti piezoelektrični učinek s pretvorbo sile v signal majhne napetosti s pomočjo piezoelektričnega pretvorniškega diska. Potem poskusimo shraniti energijo, proizvedeno s silo ali pritiskom.
Spajkanje terminalov:
Glavni del njihove uporabe je spajkanje žice na piezoelektrični pretvornik. Pazite, da površine ne pregrejete, saj se ta tudi pri nizki temperaturi nekaj sekund topi. Zato poskusite stopiti svinec v spajkalniku in spustiti staljeno spajko po površini. Za to operacijo bodo dovolj pozitivni in negativni terminali, kar je razvidno iz zgornje slike.
Delovanje:
Piezoelektrični pretvornik daje občasno ali izmenično moč pri uporabi ponavljajoče se sile točenja nad njim. Zato ga je treba popraviti, da postane DC ali uporaben DC. Zato bomo za večjo učinkovitost usmerjanja, ki znaša 80% ali več, uporabili polnovalni usmernik. Lahko uporabimo kombinacijo štirih diod v konfiguraciji mostu ali paket z vgrajeno mostno diodo, kot je RB156. Tu je referenca za izdelavo polnovalnega usmernika s filtrom.
Zato se tu uporablja isti koncept, kjer se izmenični izhod iz piezoelektričnega pretvornika pretvori v enosmerni tok in shrani v izhodni kondenzator. Shranjena energija se nato odvaja skozi LED s kontrolirano izhodom. Tako bo razpršenost shranjene energije vidna.
Shema piezoelektričnega pretvornika:
Spodaj je shematski diagram vezja piezoelektričnega pretvornika, kjer se bo energija, shranjena v kondenzatorju, razpršila šele, ko bo taktilno stikalo zaprto.
Kondenzator, ki se uporablja v izhodu, se lahko še poveča, da se poveča zmogljivost shranjevanja, vendar je treba povečati tudi število piezoelektričnih pretvornikov. Tukaj je torej 47uF.
Delo:
Kot je razloženo v zgornji simulaciji, so povezave izvedene v tabli. Razlog za uporabo dveh piezoelektričnih pretvornikov pa je povečanje količine proizvedene energije v kratkem časovnem intervalu. Na začetku neprekinjeno tapkamo po pretvornikih.
Ko dosežemo zahtevano raven napetosti, pritisnemo tipalno stikalo in LED za trenutek zasveti.
Razlog za utripanje LED, kot je prikazano spodaj, je, da lahko uporabljeni kondenzator 47uF shrani le toliko energije, da utripa LED nekaj sekund. Količino proizvedene in shranjene energije lahko povečamo s povečanjem števila pretvornikov in vrednosti kondenzatorja. Spodnji video prikazuje zgornji postopek v korakih.