ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ. Пьезоэлектрический эффект это

Пьезоэлектрический эффект Википедия

Создание электрического напряжения пьезоэлектриком. Амплитуда колебаний диска увеличена для наглядности.

Пьезоэлектри́ческий эффе́кт (от греч. piézō (πιέζω) — давлю, сжимаю) — эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект). Существует и обратный пьезоэлектрический эффект — возникновение механических деформаций под действием электрического поля.

При прямом пьезоэффекте деформация пьезоэлектрического образца приводит к возникновению электрического напряжения между поверхностями деформируемого твердого тела, при обратном пьезоэффекте приложение напряжения к телу вызывает его деформацию.

История[ | код]

Прямой эффект был открыт братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880 году[1]. Обратный эффект был предугадан в 1881 году Липпманом исходя из термодинамических соображений. В том же году экспериментально открыт братьями Кюри.

Физика явления[ | код]

Пьезоэлектрические вещества всегда обладают одновременно и прямым, и обратным пьезоэффектом. Не обязательно, чтобы вещество было монокристаллом, эффект наблюдается и в поликристаллических веществах, предварительно поляризованных сильным электрическим полем во время кристаллизации, или при фазовом переходе в точке температуры Кюри при охлаждении для сегнетоэлектриков (например, керамические пьезоэлектрические материалы на основе цирконата-титаната свинца) при наложенном внешнем электрическом поле.

Полная энергия, сообщенная пьезоэлементу внешней механической силой, равна сумме энергии упругой деформации и энергии заряда ёмкости пьезоэлемента. Вследствие обратимости пьезоэффекта возникает пьезоэлектрическая реакция: возникшее вследствие прямого пьезоэффекта электрическое напряжение создаёт (в результате обратного пьезоэффекта) механические напряжения и деформации, противодействующие внешним силам. Это проявляется в увеличении жесткости пьезоэлемента. Если электрическое напряжение, возникающее вследствие пьезоэффекта, исключить, например, закоротив электроды пьезоэлемента, то обратного пьезоэлектрического действия наблюдаться не будет и произойдёт уменьшение жесткости пьезоэлемента[2].

Исследования пьезоэффекта показали, что он объясняется свойством элементарной ячейки структуры материала. Так как элементарная ячейка является наименьшей симметричной единицей материала, путём её многократного повторения можно получить микроскопический кристалл. Необходимой предпосылкой для появления пьезоэффекта является отсутствие центра симметрии в элементарной ячейке[3].

Не следует путать с другими явлениями[ | код]

Использование пьезоэффекта в технике[

ru-wiki.ru

ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ - это... Что такое ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ?

 ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ

возникновение электрич. поляризации в в-ве в отсутствие электрич. поля при упругих деформациях (прямой П. э.) и появление механич. деформаций под действием электрич. поля (обратный П. э.). Первое исследование П. э. осуществлено П. Ж. и П. Кюри (1880) на кристалле кварца. П. э. обнаружен более чем у 1500 в-в (см. Пьезоэлектрические материалы). Н.э. наблюдается у всех сегнетоэлектриков и у мн. пироэлектриков.

Естествознание. Энциклопедический словарь.

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
• ПЬЯВИЦА

Смотреть что такое "ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ" в других словарях:

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический… …   Большой Энциклопедический словарь

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, возникновение положительного ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА на одной стороне диэлектрического КРИСТАЛЛА и отрицательного заряда на другой стороне при сжатии кристалла. Давление поляризует кристалл, слегка разделяя распределение… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• пьезоэлектрический эффект — Обратимое взаимодействие, проявляемое некоторыми кристаллическими материалами, между упругой деформацией и электрическим полем. Направление деформации зависит от полярности поля или наоборот. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики… …   Справочник технического переводчика

• пьезоэлектрический эффект — возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический… …   Энциклопедический словарь

• Пьезоэлектрический эффект — Создание электрического напряжения пьезоэлектриком. Амплитуда колебаний диска утрированно увеличена для наглядности. Пьезоэлектрический эффект  эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой… …   Википедия

• пьезоэлектрический эффект — [piezoelectric effect] возникновение поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект) и механической деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Прямой и… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Пьезоэлектрический эффект — Piezoelectric effect Пьезоэлектрический эффект. Обратимое взаимодействие, проявляемое некоторыми кристаллическими материалами, между упругой деформацией и электрическим полем. Направление деформации зависит от полярности поля или наоборот.… …   Словарь металлургических терминов

• пьезоэлектрический эффект — pjezoelektrinis efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. piezoeffect; piezoelectric effect vok. Piezoeffekt, m; piezoelektrischer Effekt, m rus. пьезоэлектрический эффект, m; пьезоэффект, m pranc. effet piézo électrique, m …   Automatikos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoelektrinis reiškinys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. piezoeffect; piezoelectric effect vok. Piezoeffekt, m; piezoelektrischer Effekt, m rus. пьезоэлектрический эффект, m; пьезоэлектрическое явление, n; пьезоэффект, m pranc.… …   Automatikos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoefektas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Pjezoelektriko poliarizacija dėl mechaninių įtempimų ar jo mechaninis įtempimas dėl elektrinio lauko poveikio. atitikmenys: angl. piezoeffect vok. Piezoeffekt, m rus.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoefektas statusas T sritis chemija apibrėžtis Pjezoelektriko poliarizacija dėl mechaninio įtempio arba mechaninių įtempių atsiradimas dėl išorinio elektrinio lauko poveikio. atitikmenys: angl. piezoeffect rus. пьезоэлектрический эффект;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

dic.academic.ru

Пьезоэлектрический эффект

Скачать: Пьезоэлектрический эффект

Содержание реферата

1. Пьезоэлектрический эффект

2. Обратный пьезоэлектрический эффект

3. Диэлектрики

Список литературы

1. Пьезоэлектрический эффект

В некоторых кристаллах поляризация может возникнуть и без внешнего поля, если кристалл подвергается механическим деформациям. Это явление, открытое в 1880 г. Пьером и Жаком Кюри, получило название пьезоэлектрического эффекта.

Чтобы обнаружить пьезоэлектрические заряды, на грани кристаллической пластинки накладывают металлические обкладки. При разомкнутых обкладках между ними при деформации появляется разность потенциалов. При замкнутых обкладках на них образуются индуцированные заряды, равные по величине поляризационным зарядам, но противоположные им по знаку, и в цепи, соединяющей обкладки, в процессе деформации возникает ток. Рассмотрим основные особенности пьезоэлектрического эффекта на примере кварца. Кристаллы кварца SiO2 существуют в различных кристаллографических модификациях. Интересующие нас кристаллы (a-кварц) принадлежат к так называемой тригональной кристаллографической системе и обычно имеют форму, показанную на рис. 1. Они напоминают шестигранную призму, ограниченную двумя пирамидами, однако имеют еще ряд дополнительных граней. Такие кристаллы  характеризуются четырьмя кристаллическими осями, определяющими важные направления внутри кристалла.

Одна из этих осей - Z соединяет вершины пирамид. Три другие X1, Х2, Х3 перпендикулярны к оси Z и соединяют противолежащие ребра шестигранной призмы. Направление, определяемое осью Z, пьезоэлектрически неактивно: при сжатии или растяжении по этому направлению никакой поляризации не происходит. Напротив, при сжатии или растяжении в любом направлении, перпендикулярном к оси Z, возникает электрическая поляризация. Ось Z называется оптической осью кристалла, а оси X1, Х2, Х3 - электрическими или пьезоэлектрическими осями.

Рассмотрим пластинку кварца, вырезанную перпендикулярно к одной из пьезоэлектрических осей X. Ось, перпендикулярную к Z и X, обозначим через Y (рис. 2). Тогда оказывается, что при растяжении пластинки вдоль оси Х на перпендикулярных к ней гранях АВСD и ЕFGН появляются разноименные поляризационные заряды. Такой пьезоэлектрический эффект называется продольным. Если изменить знак деформации, т. е. перейти от растяжения к сжатию, то и знаки поляризационных зарядов изменятся на обратные

.

Рис. 1. Кристалл кварца.

Возникновение поляризационных зарядов определенных знаков при данном типе деформации (растяжение или соответственно сжатие) показывает, что концы осей Х неравноправны, и осям Х можно приписать определенные направления (что отмечено на рис. 1 стрелками). Это значит, что при данной деформации знак заряда зависит от того, направлена ли ось Х по внешней нормали к грани или по внутренней. Такие оси с неравноправными концами получили название полярных осей. В отличие от полярных осей Х1, Х2, Х3, концы оси Z совершенно равноправны и она является неполярной осью.

Рис. 2. Кварцевая пластинка, вырезанная перпендикулярно к пьезоэлектрической оси.

Неравноправность концов полярной оси проявляется, конечно, не только в пьезоэлектрическом эффекте, но и в других явлениях. Так, например, скорость химического травления граней, расположенных у разных концов полярной оси, оказывается различной и получающиеся при этом фигуры травления отличаются друг от друга.

Наряду с продольным пьезоэлектрическим эффектом существует также поперечный пьезоэлектрический эффект. Он заключается в том, что при сжатии или растяжении вдоль оси Y возникает поляризация вдоль оси Х и на тех же гранях АВСD и ЕFGН появляются поляризационные заряды. При этом оказывается, что знаки зарядов на каждой грани при сжатии вдоль Y (в поперечном эффекте) такие же, как при растяжении вдоль Х (в продольном эффекте).

Пьезоэлектрический эффект объясняется следующим образом В ионных кристаллах вследствие несовпадения центров положительных и отрицательных ионов имеется электрический момент и в отсутствие внешнего электрического поля. Однако эта поляризация обычно не проявляется, так как она компенсируется зарядами на поверхности. При деформации кристалла положительные и отрицательные ионы решетки смещаются друг относительно друга, и поэтому, вообще говоря, изменяется электрический момент кристалла. Это изменение электрического момента и проявляется в пьезоэлектрическом эффекте.

Рис. 3 качественно поясняет возникновение пьезоэлектрического эффекта в кварце. Здесь схематически показаны проекции положительных ионов Si (заштрихованные кружки) и отрицательных ионов О (светлые кружки) в плоскости, перпендикулярной к оптической оси Z. Этот рисунок не соответствует фактической конфигурации ионов в элементарной ячейке кварца, в которой ионы не лежат в одной плоскости, а их число больше показанного. Он, однако, правильно передает симметрию взаимного расположения ионов, что уже достаточно для качественного объяснения.

Рис. 3, а) соответствует недеформированному кристаллу. На грани A, перпендикулярной к оси X1, имеются выступающие положительные заряды, а на параллельной ей грани В - выступающие отрицательные заряды. При сжатии вдоль оси X1 (рис. 3, б) элементарная ячейка деформируется. При этом положительный ион 1 и отрицательный ион 2 “вдавливаются” внутрь ячейки, отчего выступающие заряды (положительный на плоскости А и отрицательный на плоскости В) уменьшаются, что эквивалентно появлению отрицательного заряда на плоскости А и положительного заряда на плоскости В. При растяжении вдоль оси X1 имеет место обратное (рис. 3, в): ионы 1 и 2 “выталкиваются” из ячейки. Поэтому на грани А возникает дополнительный положительный заряд, а на грани В - отрицательный заряд.

а)     б)

в)

Рис. 3. К объяснению пьезоэлектрического эффекта.

Расчеты в теории твердого тела в согласии с опытом показывают, что пьезоэлектрический эффект может существовать только в таких кристаллах, в которых элементарная ячейка не имеет центра симметрии. Так, например, элементарная ячейка кристаллов CsCl (рис. 4) имеет центр симметрии и эти кристаллы не обнаруживают пьезоэлектрических свойств. Расположение же ионов в ячейке кварца таково, что в нем центр симметрии отсутствует, и поэтому в нем возможен пьезоэлектрический эффект.

Рис. 4. Элементарная ячейка кристалла хлористого цезия CsCl.

Величина вектора поляризации Р (и пропорциональная ей поверхностная плотность пьезоэлектрических зарядов о') в определенном интервале изменений пропорциональна величине механических деформаций. Обозначим через и деформацию одностороннего растяжения вдоль оси X:

u=Dd/d,     (1)

где d - толщина пластинки, а Dd — ее изменение при деформации. Тогда, например, для продольного эффекта имеем

P=Px=bu     (2)

Величина b называется пьезоэлектрическим модулем. Знак b может быть как положительным, так и отрицательным. Так как и безразмерная величина, то b измеряется в тех же единицах, что и Р, т.е. в Кл/м2. Величина поверхностной плотности пьезоэлектрических зарядов на гранях, перпендикулярных к оси X, равна s'=Рх

Вследствие возникновения пьезоэлектрической поляризации при деформации изменяется и электрическое смещение D внутри кристалла. В этом случае в общем определении смещения под Р нужно понимать сумму Рe+Pu, где Pe oбусловлено электрическим полем, а Рu — деформацией. В общем случае направления Е, Pe  и Рu не совпадают и выражение для D получается сложным. Однако для некоторых направлений, совпадающих с осями высокой симметрии, направления указанных векторов оказываются одинаковыми. Тогда для величины смещения можно написать

D=e0eE+bu,     (3)

где Е - напряженность электрического поля внутри кристалла, а e - диэлектрическая проницаемость при постоянной деформации. Соотношение справедливо, например, при деформации одностороннего растяжения (сжатия) вдоль одной из электрических осей X. Оно является одним из двух основных соотношений в теории пьезоэлектричества (второе соотношение приведено).

Пьезоэлектрический эффект возникает не только при деформации одностороннего растяжения, но и при деформациях сдвига.

Пьезоэлектрические свойства наблюдаются, кроме кварца, у большого числа других кристаллов. Гораздо сильнее, чем у кварца, они выражены у сегнетовой соли. Сильными пьезоэлектриками являются кристаллы соединений элементов 2-й и 6-й групп периодической системы (СdS, ZnS), а также многих других химических соединений.

2. Обратный пьезоэлектрический эффект

Наряду с пьезоэлектрическим эффектом существует и обратное ему явление: в пьезоэлектрических кристаллах возникновение поляризации сопровождается механическими деформациями. Поэтому, если на металлические обкладки, укрепленные на кристалле, подать электрическое напряжение, то кристалл под действием поля поляризуется и деформируется.

Легко видеть, что необходимость существования обратного пьезоэффекта следует из закона сохранения энергии и факта существования прямого эффекта. Рассмотрим пьезоэлектрическую пластинку (рис. 5) и предположим, что мы сжимаем ее внешними силами F. Если бы пьезоэффекта не было, то работа внешних сил равнялась бы потенциальной энергии упруго деформированной пластинки. При наличии пьезоэффекта на пластинке появляются заряды и возникает электрическое поле, которое заключает в себе дополнительную энергию. По закону сохранения энергии отсюда следует, что при сжатии пьезоэлектрической пластинки совершается большая работа, а значит, в ней возникают дополнительные силы F1, противодействующие сжатию. Это и есть силы обратного пьезоэффекта. Из приведенных рассуждений вытекает связь между знаками обоих эффектов. Если в обоих случаях знаки зарядов на гранях одинаковы, то знаки деформаций различны. Если при сжатии пластинки на гранях появляются заряды, указанные на рис. 5, то при создании такой же поляризации внешним полем пластинка будет растягиваться.

Рис .5. Связь прямого и обратного пьезоэлектрических эффектов.

Обратный пьезоэлектрический эффект имеет внешнее сходство с электрострикцией. Однако оба эти явления различны. Пьезоэффект зависит от направления поля и при изменении направления последнего на противоположное изменяет знак. Электрострикция же не зависит от направления поля. Пьезоэффект наблюдается только в некоторых кристаллах, не обладающих центром симметрии. Электрострикция имеет место во всех диэлектриках как твердых, так и жидких.

Если пластинка закреплена и деформироваться не может, то при создании электрического поля в ней появится дополнительное механическое напряжение Его величина s пропорциональна напряженности электрического поля внутри кристалла:

s=-bЕ      (4)

где b - тот же пьезоэлектрический модуль, что и в случае прямого пьезоэффекта. Минус в этой формуле отражает указанное выше соотношение знаков прямого и обратного пьезоэффектов.

Полное механическое напряжение внутри кристалла складывается из напряжения, вызванного деформацией, и напряжения, возникшего под влиянием электрического поля. Оно равно

s=Cu-bE     (5)

Здесь С есть модуль упругости при деформации одностороннего растяжения (модуль Юнга) при постоянном электрическом поле. Формулы (51.2) и (52.2) являются основными соотношениями в теории пьезоэлектричества.

При написании формул мы выбирали u и Е в качестве независимых переменных и считали D и s их функциями. Это, конечно, необязательно, и мы могли бы считать независимыми переменными другую пару величин, одна из которых — механическая, а другая — электрическая. Тогда мы получили бы тоже два линейных соотношения между u, s, Е и D, но с другими коэффициентами. В зависимости от типа рассматриваемых задач удобны различные формы записи основных пьезоэлектрических соотношений.

Так как все пьезоэлектрические кристаллы анизотропны, то постоянные e, С и b зависят от ориентации граней пластинки относительно осей кристалла. Кроме того, они зависят от того, закреплены боковые грани пластинки или свободны (зависят от граничных условий при деформации). Чтобы дать представление о порядке величины этих постоянных мы приведем их значения для кварца в случае, когда пластинка вырезана перпендикулярно оси Х и ее боковые грани свободны:

e=4,5; С=7,8 1010 Н/м2; b=0,18 Кл/м2.

Рассмотрим теперь пример применения основных соотношений (4) и (5) Положим, что кварцевая пластинка, вырезанная, как указано выше, растягивается вдоль оси X, причем обкладки, касающиеся граней, разомкнуты. Так как заряд обкладок до деформации был равен нулю, а кварц является диэлектриком, то и после деформации обкладки будут незаряженными. Согласно определению электрического смещения это значит, что D=0. Тогда из соотношения (4) следует, что при деформации внутри пластинки появится электрическое поле c напряженностью 

E=-(b/e0e)u    (6)

Подставляя это выражение в формулу (5), находим для механического напряжения в пластинке

s=Cu-b(-(b/e0e)u)=C(1+(b2/e0eC))u   (7)

Напряжение, как и в отсутствие пьезоэлектрического эффекта, пропорционально деформации. Однако упругие свойства пластинки теперь характеризуются эффективным модулем упругости

С' == С (1 + b2/e0eС). (8)

который больше С. Увеличение упругой жесткости вызвано появлением добавочного напряжения при обратном пьезоэффекте, препятствующего деформации. Влияние пьезоэлектрических свойств кристалла на его механические свойства характеризуется величиной

   К2=b2/e0eC   (9)

Квадратный корень из этой величины (К) называется константой электромеханической связи Пользуясь приведенными выше значениями e, С и b, находим, что для кварца К2~0.01 Для всех других известных пьезоэлектрических кристаллов К2 оказывает также малым по сравнению с единицей и не превышает 0,1.

Оценим теперь величину пьезоэлектрического поля. Положим, что к граням кварцевой пластинки, перпендикулярным к оси X, приложено механическое напряжение 1 1055 Н/м2. Тогда, согласно (7), деформация будет равна u=1,3 10-6. Подставляя это значение в формулу (6), получаем |E|==5900 В/м=59 В/см. При толщине пластинки, скажем, d==0,5 см напряжение между обкладками будет равно U=Еd~30 В. Мы видим, что пьезоэлектрические поля и напряжения могут быть весьма значительными. Применяя вместо кварца более сильные пьезоэлектрики и используя должным образом выбранные типы деформации, можно получать пьезоэлектрические напряжения, измеряемые многими тысячами вольт.

Пьезоэлектрический эффект (прямой и обратный) широко применяется для устройства различных электромеханических преобразователей. Для этого иногда используют составные пьезоэлементы, предназначенные для осуществления деформаций разного типа.

На рис.6 показан двойной пьезоэлемент (составленный из двух пластинок), работающий на сжатие. Пластинки вырезаны из кристалла таким образом, что они одновременно либо сжимаются, либо растягиваются. Если, наоборот, сжимать или растягивать такой пьезоэлемент внешними силами, то между его обкладками появляется напряжение. Соединение пластинок в этом пьезоэлементе соответствует параллельному соединению конденсаторов.

Рис. 6. Двойной пьезоэлемент, работающий на сжатие.

3. Диэлектрики

На рис. 7 показан пьезоэлемент работающий на изгиб. При появлении напряжения на обкладках одна из пластинок сжимается в поперечном направлении и удлиняется в продольном, а другая - растягивается и укорачивается, отчего и возникает деформация изгиба. Если изгибать такой пьезоэлемент внешними силами, то между его обкладками возникает электрическое напряжение. Соединение пластинок в этом случае соответствует последовательному соединению конденсаторов. Очевидно, что такой пьезоэлемент не отвечает на сжатия и растяжения: в этом случае в каждой из пластинок возникает электрическое поле, но поля направлены противоположно, и поэтому напряжение между обкладками равно нулю. Электромеханические преобразователи находят многочисленные применения в разнообразной электроакустической и измерительной аппаратуре. Укажем на пьезоэлектрические микрофон и телефон, пьезоэлектрический адаптер (в электрических проигрывателях патефонных пластинок), манометры, измерители, вибраций и др. Особенно важные применения имеют пьезоэлектрические колебания кварца. Если поместить кварцевую пластинку между пластинами конденсатора и создать между пластинами переменное напряжение, то при частоте электрических колебаний, совпадающей с одной из собственных механических частот пластинки, наступает механический резонанс и в пластинке возникают очень сильные механические колебания. Такая кварцевая пластинка является мощным излучателем волн сверхзвуковой частоты (кварцевые излучатели), используемых в технике, биологии и медицине, а также в многочисленных физических и физико-химических исследованиях. Пьезоэлектрические колебания применяются также для стабилизации частоты генераторов электрических колебаний в радиотехнике и в других технических устройствах.

Рис .7.  Двойной пьезоэлемент, тающий на изгиб.

Список литературы.

1. “Электричество” С.Г. Калашников, Москва, 1977г.
2. “Электротехнические материалы” Ю.В. Корицкий, Москва, 1968г.
3. “Радиопередающие устройства” Г.А. Зейтленка, Москва, 1969г.

  © Реферат плюс

referatplus.ru

пьезоэлектрический эффект - это... Что такое пьезоэлектрический эффект?

 пьезоэлектрический эффект

 

пьезоэлектрический эффектОбратимое взаимодействие, проявляемое некоторыми кристаллическими материалами, между упругой деформацией и электрическим полем. Направление деформации зависит от полярности поля или наоборот.[http://www.manual-steel.ru/eng-a.html]

Тематики

• металлургия в целом

Справочник технического переводчика. – Интент. 2009-2013.

• пьезоэлектрический элемент
• пьезоэлектричество

Смотреть что такое "пьезоэлектрический эффект" в других словарях:

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический… …   Большой Энциклопедический словарь

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, возникновение положительного ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА на одной стороне диэлектрического КРИСТАЛЛА и отрицательного заряда на другой стороне при сжатии кристалла. Давление поляризует кристалл, слегка разделяя распределение… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• пьезоэлектрический эффект — возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический… …   Энциклопедический словарь

• Пьезоэлектрический эффект — Создание электрического напряжения пьезоэлектриком. Амплитуда колебаний диска утрированно увеличена для наглядности. Пьезоэлектрический эффект  эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой… …   Википедия

• пьезоэлектрический эффект — [piezoelectric effect] возникновение поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект) и механической деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Прямой и… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Пьезоэлектрический эффект — Piezoelectric effect Пьезоэлектрический эффект. Обратимое взаимодействие, проявляемое некоторыми кристаллическими материалами, между упругой деформацией и электрическим полем. Направление деформации зависит от полярности поля или наоборот.… …   Словарь металлургических терминов

• пьезоэлектрический эффект — pjezoelektrinis efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. piezoeffect; piezoelectric effect vok. Piezoeffekt, m; piezoelektrischer Effekt, m rus. пьезоэлектрический эффект, m; пьезоэффект, m pranc. effet piézo électrique, m …   Automatikos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoelektrinis reiškinys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. piezoeffect; piezoelectric effect vok. Piezoeffekt, m; piezoelektrischer Effekt, m rus. пьезоэлектрический эффект, m; пьезоэлектрическое явление, n; пьезоэффект, m pranc.… …   Automatikos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoefektas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Pjezoelektriko poliarizacija dėl mechaninių įtempimų ar jo mechaninis įtempimas dėl elektrinio lauko poveikio. atitikmenys: angl. piezoeffect vok. Piezoeffekt, m rus.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoefektas statusas T sritis chemija apibrėžtis Pjezoelektriko poliarizacija dėl mechaninio įtempio arba mechaninių įtempių atsiradimas dėl išorinio elektrinio lauko poveikio. atitikmenys: angl. piezoeffect rus. пьезоэлектрический эффект;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

technical_translator_dictionary.academic.ru

пьезоэлектрический эффект - это... Что такое пьезоэлектрический эффект?

 пьезоэлектрический эффект

piezoelectric effect

Англо-русский словарь технических терминов. 2005.

• пьезоэлектрический ток
• пьезоэлектрическое покрытие

Смотреть что такое "пьезоэлектрический эффект" в других словарях:

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический… …   Большой Энциклопедический словарь

• ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ — ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, возникновение положительного ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА на одной стороне диэлектрического КРИСТАЛЛА и отрицательного заряда на другой стороне при сжатии кристалла. Давление поляризует кристалл, слегка разделяя распределение… …   Научно-технический энциклопедический словарь

• пьезоэлектрический эффект — Обратимое взаимодействие, проявляемое некоторыми кристаллическими материалами, между упругой деформацией и электрическим полем. Направление деформации зависит от полярности поля или наоборот. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики… …   Справочник технического переводчика

• пьезоэлектрический эффект — возникновение электрической поляризации в веществе в отсутствие электрического поля при упругих деформациях (прямой пьезоэлектрический эффект) и появление механических деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический… …   Энциклопедический словарь

• Пьезоэлектрический эффект — Создание электрического напряжения пьезоэлектриком. Амплитуда колебаний диска утрированно увеличена для наглядности. Пьезоэлектрический эффект  эффект возникновения поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой… …   Википедия

• пьезоэлектрический эффект — [piezoelectric effect] возникновение поляризации диэлектрика под действием механических напряжений (прямой пьезоэлектрический эффект) и механической деформаций под действием электрического поля (обратный пьезоэлектрический эффект). Прямой и… …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Пьезоэлектрический эффект — Piezoelectric effect Пьезоэлектрический эффект. Обратимое взаимодействие, проявляемое некоторыми кристаллическими материалами, между упругой деформацией и электрическим полем. Направление деформации зависит от полярности поля или наоборот.… …   Словарь металлургических терминов

• пьезоэлектрический эффект — pjezoelektrinis efektas statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. piezoeffect; piezoelectric effect vok. Piezoeffekt, m; piezoelektrischer Effekt, m rus. пьезоэлектрический эффект, m; пьезоэффект, m pranc. effet piézo électrique, m …   Automatikos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoelektrinis reiškinys statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. piezoeffect; piezoelectric effect vok. Piezoeffekt, m; piezoelektrischer Effekt, m rus. пьезоэлектрический эффект, m; пьезоэлектрическое явление, n; пьезоэффект, m pranc.… …   Automatikos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoefektas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Pjezoelektriko poliarizacija dėl mechaninių įtempimų ar jo mechaninis įtempimas dėl elektrinio lauko poveikio. atitikmenys: angl. piezoeffect vok. Piezoeffekt, m rus.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• пьезоэлектрический эффект — pjezoefektas statusas T sritis chemija apibrėžtis Pjezoelektriko poliarizacija dėl mechaninio įtempio arba mechaninių įtempių atsiradimas dėl išorinio elektrinio lauko poveikio. atitikmenys: angl. piezoeffect rus. пьезоэлектрический эффект;… …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

dic.academic.ru

Пьезоэлектрический эффект - Справочник химика 21

    Некоторые кристаллы способны непосредственно превращать механическую или тепловую энергию в электрическую. Такое свойство присуще кристаллам-диэлектрикам, в которых имеются полярные направления. Так, при сжатии кристалла кварца в направлении, перпендикулярном к з, на его ребрах,, там где выходят /-2. возникают электрические заряды. Один конец Ьг приобретает положительный заряд, второй — отрицательный, так что эта ось является полярной. При растяжении заряды на ее концах меняются знаками. Это явление получило название пьезоэлектричество. Пьезоэлектрический эффект обратимый если менять электрические заряды на полярной оси 2, то кристалл кварца будет увеличиваться и уменьшаться в объеме. Специально вырезанная пластинка из него под влиянием электрических зарядов будет возбуждаться и колебаться, как струна, являясь одним из самых устойчивых резонаторов. Период колебания пластинки зависит от ее свойств (качества материала, размеров, направления среза), но не зависит от периода колебания возбудителя. Возникшие при механических колебаниях на пластинке электрические заряды можно снять. Все это широко используется в конструкциях ультразвуковых генераторов и стабилизаторов частот. [c.121]     В ультразвуковых дефектоскопах используются пьезоэлектрические эффекты некоторых кристаллов, например кварца и титаната бария, выражающиеся в том, что под действием механических колебаний (в данном случае - колебаний ультразвуковой волны) на обкладках кристаллической пластинки появляется переменное электрическое напряжение (электрические заряды переменного [c.39]

    Электрический момент ряда кристаллов возникает при приложении к ним механического напряжения. Это явление, открытое братьями Кюри в 1880 г., называется прямым пьезоэлектрическим эффектом. Если же к таким кристаллам приложить электрическое поле, то они деформируются - обратный пьезоэлектрический эффект, для которого [c.38]

    Пьезоэлектрические излучатели. Принцип действия их основан на явлении изменения размеров некоторых криста.л.лов в электрическом поле, получившем название обратного пьезоэлектрического эффекта. Широкое распространение получили излучатели на основе синтетической керамики титаната бария и цирконат-титаната свинца (ЦТС). Важным преимуш еством этих материалов является возможность изготовления излучателей плоской, цилиндрической или сферической формы. Недостатком являются большие механические и [c.222]

    Пьезоэлектрик - диэлектрик, обладающий пьезоэлектрическим эффектом. [c.399]

    Пьезоэлектрические материалы при деформировании электрически поляризуются (прямой пьезоэлектрический эффект, или эффект Кюри), и на электродах, нанесенных на поверхность пьезоэлектрика, возникает пьезоэлектрический заряд. Приложение электрического напряжения к электродам вызывает их механическую деформацию (эффект Джоуля, или обратный пьезоэлектрический эффект). Пьезоэлектрическими свойствами обладают очень многие (почти все) кристаллические диэлектрики, однако у большинства из них пьезоэффект мал. Многие из пьезоэлектриков не нашли широкого применения из-за неудовлетворительных физико-механических свойств. В настоящее время созданы синтетические материалы, обладающие хорошими пьезоэлектри -ческими и механическими свойствами, которые вместе с естественным пьезо-электриком - кристаллическим кварцем - широко используют в акустике. Основные преимущества пьезоэлектрических преобразователей - высокая эффективность преобразования и простота крнструкции. Для описания свойств пьезоэлектрических материалов используют тензорные представления теории электроупругости. [c.90]

    Пьезоэлектрический эффект (см. гл. V) широко используется в науке и технике [2]. Не останавливаясь на известных примерах применения этого эффекта, рассмотрим некоторые перспективные направления его использования. [c.509]

    Кварц и кварцевое стекло. Кристаллы кварца бывают природные, а в настоящее время их готовят искусственно, причем качество кристаллов, полученных в промышленных условиях, выше, так как они более однородны. Кристаллы кварца вращают плоскость поляризации вправо или влево в зависимости от расположения тетраэдров [ЗЮц]" , образующих зеркальную симметрию (правый и левый кварцы). Кристалл кварца — шестигранная призма, завершенная двумя пирамидами, с рядом дополнительных граней. Оптическая ось 2 является главной осью симметрии. Оси х и у, перпендикулярные оси I и показанные в сечении на рис. 196, формируют пьезоэлектрический эффект, так как кварц является сегнетоэлектриком. Специальным образом вырезанные из кристалла пластинки позволяют преобразовывать механические напряжения в электрические и наоборот. Поэтому кварц является весьма ценным материалом (пьезодатчики, генераторы ультразвуковых колебаний, стабилизаторы частоты и т. д.). [c.419]

    ВИИ на пластину сжимающей или растягивающей силы в направлениях X или у, перпендикулярных оптической оси г (например, на поверхностях АА к ВВ, рис. до, при действии силы вдоль или /1), оптическая ось 2 проходит перпендикулярно плоскости рисунка (рис. 90) и параллельно ребрам гексагональной призмы кристаллов горного хрусталя, обычно увенчанных шестигранными пирамидами. Это явление было открыто братьями Кюри в 1880 г. При обратном пьезоэлектрическом эффекте изменяются размеры диэлектрика в зависимости от величины и направления приложенного электрического [c.294]

    Поляризация диэлектриков в отсутствии внешнего электрического поля наблюдается у ряда твердых диэлектриков и объясняется особенностями их структуры, в пьезо-электриках поляризация возникает при определенной деформации кристалла, причем имеет место линейная связь между и соответствующими компонентами тензора напряжений или деформаций) кристалла в соответствующих направлениях. Пьезоэлектрический эффект обратим - при наложении электрического поля в пьезоэлектриках возникают деформации, пропорциональные э. [c.418]

    Дитионаты рубидия и цезия обладают очень четким пьезоэлектрическим эффектом. [c.118]

    Здесь можно кратко пояснить пьезоэлектрический эффект [c.138]

    Жак и Пьер Кюри в 1880—1881 гг. обнаружили обратимый пьезоэлектрический эффект [281, 282], что позволило-использовать кварц как преобразователь электрических колебаний в звуковые  [c.16]

    Ранее рассматривалось распространение и поведение ультразвуковых волн в различных веществах, причем об их возбуждении говорилось не больше того, что они возникают в веществе при контакте его поверхности с поверхностью излучателя, который создает волны желаемой формы и частоты. Предполагалось, что они обнаруживаются микрофоном, который тоже имеет контактную поверхность с веществом и позволяет измерить звуковое давление падающей на него волны. Оба эти устройства в технике ультразвукового контроля называют искателем, более конкретно излучающим или приемным искателем. Теперь следует рассмотреть принцип их действия, который почти во всех случаях без исключения основывается на пьезоэлектрическом эффекте. Другие способы возбуждения ультразвука будут описаны в главе 8. [c.138]

    Следовательно, прямой пьезоэлектрический эффект позволяет получить приемник ультразвука. Обратный пьезоэффект [c.140]

    Поляризованные полярные полимерные материалы обладают пьезоэлектрическим эффектом вследствие наличия остаточной [c.38]

    Наряду с рассматривавшейся выше пьезоэлектрической керамикой, которая обнаруживает макроскопический пьезоэлектрический эффект только после процесса поляризации, имеется также ряд монокристаллических веществ, которые являются пьезоэлектрическими в связи с особенностями своей внутренней структуры. Нижеследующие соображения, относящиеся к пьезоэлектрическим константам, характеризующим материал, распространяются и на все пьезоэлектрические вещества. Так как эти вещества используются для контроля материалов, главным образом, в форме пластин для возбуждения акустических колебаний и служат для их преобразования в электрические сигналы, их сокращенно именуют излучателями или преобразователями. [c.143]

    Кроме пьезоэлектрического имеются и другие физические эффекты, пригодные для получения или приема ультразвуковых волн. Хотя многие из ннх дают более слабые сигналы, чем пьезоэлектрический эффект, но с другой стороны они имеют ряд преимуществ, так что в специальных случаях их применение для контроля вполне рационально. [c.166]

    Возможно также применение и в медицине. Однако чувствительность получается примерно на 50 дБ ниже, чем при обычной эхо-импульсной технике (основанной на пьезоэлектрическом эффекте). Поэтому вероятны только специальные применения [628]. [c.298]

    Пьезоэлектрический преобразователь (ПЭП) - устройство, предназначенное для преобразования электрической (акустической) энергии в акустическую (электрическую). Принцип работы преобразователя основан на использовании пьезоэлектрического эффекта. [c.217]

    Для измерения давлений особенно удобен кварц, обладающий высокими механическими и электрическими свойствами. Пьезоэлектрический эффект кварца сохраняет прямую пропорциональность между величиной силы и электрического заряда в интервале температур от О до 500° и выражается следующим соотношением  [c.314]

    В пьезоэлектрических излучателях, так же как и в магнитострикционных, электрические колебания высокой частоты, вырабатываемые ламповыми генераторами, преобразуются вибраторами в интенсивные механические колебания за счет использования пьезоэлектрического эффекта. [c.123]

    Сжатие электролитов легко попять как проявление электрострикции. Так нагывается наблюдаемое на опыте сжатие диэлектриков в электрическом поле. Это явление противоположно пьезоэлектрическому эффекту. Очевидно, сжатие растворителя особенно велико вблизи поверхности иона, где электри-ческо ) поле достигает огромных величии, сжатие убывает в участках растворителя, более удаленных от иона, Используя теорию электрострикции, можно рассчитать распределение эффективного дополнительного давления вокруг иоиа этим давлением можно заменить электростатические силы так, чтобы возни сжатие растворителя. Это давление на расстояниях от центра иона, лежащих между 0,8 и 12 А, изменяется от 5-10 до 0,5 бар (1 ба з= 10 н/л4 яс1 атм). Расчет сжатия под этими давлениями с учетом поляризации дает велич11Ны одного порядка с опытными. [c.419]

    Звукохимические реакции протекают под воздействием высокочастотных ультразвуковых колебаний, генерируемых пьезоэлектрическими излучателями, действие которых основано иа обратном пьезоэлектрическом эффекте — возникновении ультразвуковых колебаний в пьезокристаллическом материале в электрическом поле. Ультразвуковые колебания генерируются пьезокварцевой пли пьезокерамической пластиной, возбуждаемой от высокочастотного генератора на резонансной частоте. [c.102]

    В последнее время все большее применение находят самоочищающиеся плиты, не только электрические, но и газовые, на внутренние поверхности стенок которых наносится слой катализатора, способствующего окислению жира и сажи. Наряду с электрическими запально-защитными устройствами и терморегуляторами могут применяться запальные устройства, которые питаются от батареи или при работе которых используется пьезоэлектрический эффект. В последнем случае при открытии крана на плите под давлением потока газа пьезокристалл воспроизводит искру. Возможно применение запальных устройств, в которых осуществляется самогенерация электрического тока в специальном нагреваемом пилотной горелкой термоэлементе, воздействующем на соленоид [c.198]

    Первый метод основан на пьезоэлектрическом эффекте. Пьезоэлектрический эффект заключается в том, что кристаллы некоторых веществ при внесении их в электрическое поле иапытывают механическую деформацию и становятся источниками ультразвука. [c.165]

    В ЭАП для акустических методов контроля чаще всего используют пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектричество (от греч. piezo — давлю)—возникновение электрической поляризации некоторых диэлектриков при их механической деформации. Соответствующие преобразователи называют пьезоэлектрическими (ПЭП). Чувствительный элемент из пьезоматериала (пьезоэлемент) обычно имеет форму пластины. На противоположные ее поверхности наносят металлические (серебряные, медные) электроды. Значительно реже применяют пьезоэлементы другой формы 13], поэтому здесь они не рассматриваются. [c.57]

    Электрическое оборудование ультразвуковых установок. Излучатели ультразвуковых колебаний выполняются на основе либо магнитострикционных, либо пьезоэлектрических эффектов. На рис. 9.9 показана схема маг-нитострикционного преобразователя. Сердечник вибратора 4 под действием высокочастотного электромагнит-но о поля, создаваемого обмоткой 5, сокращается, когда налряженность магнитного поля достигает максимума, и удлиняется, когда она уменьшается, создавая вибрации с удвоенной частотой по сравнению с частотой генератора 1. Эта вибрация через концентратор и инструмент передается обрабатываемому изделию в виде ударов с частотой 20—40 тыс. в секунду. Так как в суспензии, подаваемой под инструмент по трубке 9, имеется мно-же тво зерен абразива, то суммарное их действие весьма эффективно. Например, в стекле сверление круглого отверстия диаметром 12 мм происходит со скоростью 0,2 мм/с. Концентратор усиливает амплитуду упругих колебаний во столько раз, во сколько его верхнее сечение больше нижнего. [c.376]

    Пьезоматериалы и их характеристики. Пьезоэлектрический эффект был открыт на кристаллических материалах типа кварца, и первоначально в технике применяли кристаллические пьезопреобразователи. Пьезопластина кварца Х-среза (вырезанная перпендикулярно оптической оси X) колеблется по толщине, а У-среза совершает сдвиговые колебания. В настоящее время открыты различные классы пьезоматериалов, отличающиеся физическим механизмом возникновения пьезоэффекта. Согласно современной классификации кварц относят к неполярным пьезодиэлектрикам. [c.59]

    Если кристалл сегнетоэлектрика подвергнуть сжатию или растяжению, то на его противоположных поверхностях возникают электрические заряды разных знаков (т. н. прямой пьезоэлектрический эффект). Наоборот, наложение на сегнетоэлек-трик электрического поля вызывает некоторое изменение его размеров (т. н. обратный пьезоэлектрический эффект). Оба эти эффекта обусловлены смещением друг относительно друга пространственных решеток катионов и анионов данного вещества. Сег-нетоЭлектрики находят разнообразное использование в электроте.хнике. [c.564]

    Кварц — пьезоэлектрик (от греч. piezo — давление), в котором очень ярко проявляется пьезоэлектрический эффект. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называется появление противоположных электрических зарядов на поверхности пластин, вырезанных из кристаллов перпендикулярно электрическим осям х (рис. 90). При дейст- [c.293]

    Кварц — пьезоэлектрик (от греч. piezo — давление), в котором очень ярко проявляется пьезоэлектрический эффект. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называется появление противоположных электрических зарядов на поверхности пластин, вырезанных нз кристаллов иер-пендикулярно электрическим осям х (рнс. 90), при действии на пластину сжимающей или растягивающей силы в направлениях х или у, перпендикулярных оптической оси 2 (например, на поверхностях АА и ВВ при действии силы вдоль х 2 или yi). Оптическая ось 2 проходит перпендикулярно плоскости рисунка и параллельно ребрам гексагональной призмы кристаллов горного хрусталя, обычно увенчанных шестигранными пирамидами. Это явление было открыто братьями Кюри в 1880 г. При об- [c.365]

    Пьезоэффект. Пьезоэлектрический эффект заключается в том что при сжатии и растяжении некоторых кристаллов в определенных направлениях на их поверхностях возникают электрические заряды. Пьезоэффект обратим — если приложить к этим поверхностям электрическое напряжение, то кристалл соответственно растянется или сожмется. Таким образом, механические колебания преобразуются в переменное электрическое напряжение (пьезоприемник — прямой пьезоэффект), а переменное электрическое напряжение преобразуется в механические колебания (пьезоизлучатель — обратный пьезоэффект). [c.21]

    Сахароза — диамагнит, ей присущ пьезоэлектрический эффект. Удельная магнитная восприимчивость сахарозы 0,57. Она мало гигроскопична, но при относительной влажности воздуха 90 % увлажняется. С увеличением содержания глюкозы и фруктозы гигроскопичность увеличивается. [c.39]

    Точка Кюри у обоих дигидроортофосфатов заметно понижается в присутствии ряда примесей (щелочные металлы, таллий, барий и др.). В последние годы было проведено большое число исследований сегнетоэлектрических свойств дигпдроортофосфатов калия, рубидия и цезия в связи с возможным их использованием при изготовлении небольших конденсаторов высокой мощности. Дигидроортофосфаты рубидия и цезия можно применять также в качестве пьезоэлектрических материалов, в которых электрический ток или полярность возбуждается давлением [318]. По механическим и пьезоэлектрическим свойствам дигидроортофосфаты находятся между кварцем и тартратом калия—натрия. По сравнению с кварцем их пьезоэлектрический эффект примерно в семь раз больше в отличие от тартратов они более устойчивы по отношению к влаге. Не менее важным представляется использование дигидроортофосфатов рубидия и цезия в качестве электрооптиче-ских модуляторов. Если требуется осуществить быстрый поворот пучка световых лучей под действием электрического тока, то кристаллы дигидроортофосфатов следует предпочесть обычной ячейке Керра. [c.129]

    К свойствам минералов, определяющим их электрический заряд, а следовательно, и разделение, относятся электропроводность, диэлектрическая проницаемость, электризация трением (трибоадгезионный эффект), контактный потенциал и пироэлектрический эффект. Кроме того, существуют пьезоэлектрический эффект и униполярная (детекторная) проводимость кристаллов, которые пока не используются в процессах обогащения. [c.22]

    В пьезоэлектрических кристаллах поляризация и электрический заряд противоположных граней возникают под действием приложенного механического напряжения. Как и в случае сег-ието-и пироэлектриков, для возникновения пьезоэлектрических свойств, необходимо, чтобы кристалл относился к одной из нецентросимметричных точечных групп. Появление пьезоэлектрического эффекта определяется кро.ме кристаллической структуры материала еще и направлением приложенного напряжения. Так. например, в кварце поляризация возникает ири сжатии вдоль направления [ЮО] и отсутствует, если механическое напряжение направлено в.толь [001]. Возникающая поля-ри.аация Р и напряжение о связаны сооиюшением [c.122]

    Масс-чувствительные. Этот тип сенсоров основан на использовании пьезоэлеетрического эффекта. Сюда включают такие устройства, как поверхностные акустоволно-вые сенсоры (ПАВ-сенсоры), основанные на использовании пьезоэлектрического эффекта и особенно полезные в качестве газовых сенсоров. [c.710]

    Пьезоэлектрический эффект - явление поляризации диэлектрика под воздействием механических напряжений (прямой пьезоэффект) или явление деформации диэлетрика под воздействием электрического поля, линейно зависящей от напряженности этого поля (обратный пьезоэффект). [c.399]

    Пьезоэлектрические датчики основаны на принципе пьезоэлектрического эффекта, который заключается в том, что на некоторых кристаллах (кварц, турмалин, сегнетовая соль, титанат бария и др.) возникают электрические заряды при сжатии или растяжении. При этом получают так называемый прямой пьезоэффект в отличие от обратного пьезоэффекта, вызываемого изменением размеров кристалла под влиянием приложенного заряда. [c.84]

chem21.info

Реферат Физика Пьезоэлектрический эффект, применение в науке и технике

Введение. Пьезоэлектрический эффект (пьезоэффект) состоит в том, что при механических деформации некоторых кристаллов в определённых направлениях на их гранях появляются электрические заряды противоположных знаков. Пьезоэффект наблюдается в кварце, турмалине, сегнетовой соли, титанате бария, цинковой обманке и других веществах. Пьезоэлектрический эффект в кварце происходит вдоль электрических осей X1, X2, X3 кристалла, перпендикулярных к его оптической оси Z. Обращение направления деформации кристалла изменяет знаки зарядов на поверхностях на противоположные. Обратный пьезоэлектрический эффект заключается в изменении линейных размеров некоторых кристаллов под действием электрического поля. Изменение направления электрического поля вызывает изменение характера деформаций на противоположный. Этот эффект имеет большое значение для получения ультразвука (см. Пьезоэлектрические излучатели). Пьезоэлектрики - это такие кристаллы, в которых под влиянием однородной деформации возникают дипольный момент, а значит, и электрическое поле, пропорциональные деформации. Наличие пьезоэлектрических свойств тесно связано с симметрией кристалла. Пьезоэлектрический эффект. Пьезоэлектрический эффект существует в целом ряде полупроводников - CdS, Zn0, GaAs, InSb, Те и др. Большинство опытов, в особенности на первом этапе, было проведено на CdS - этот полупроводник является довольно сильным пьезоэлектриком и в то же время фотопроводником (т. е. изменяет свою проводи­мость при освещении). Поэтому в нем, как уже говорилось, легко можно отделять электронные эффекты. Если в пьезоэлектрике распространяется звук, т. е. волна деформации, то она сопровождается электрическими полями, обладающими пространственной и вре­менной периодичностью звуковой волны. Эти поля продольные, т. е. параллельные направлению распространения звука. Можно сказать, что в пьезоэлектриках всякая звуковая волна сопровождается волной продольного электрического поля (его будем называть пьезоэлектрическим полем). В качестве оценки напряженности этих полей можно привести следующую цифру: при распространении звука в таком сильном пьезоэлектрике, как CdS, при плотности потока звуковой энергии S порядка 1 Вт/см2 амплитуда напряженности переменного поля может достигать нескольких сотен вольт на сантиметр. Выясним теперь, как влияет пьезоэлектрический эффект на распространение звука в пьезодиэлектриках. Пусть продольный или поперечный звук распространяется в пьезодиэлектрике вдоль оси симметрии кристалла, которую назовем осью ОХ. Деформация в такой волне характеризуется величиной du/dx, где и{х) - смещение точки кристалла в звуковой волне. В непьезоэлектрическом кристалле при такой деформации воз­никает упругое напряжение. А что будет с электронами в полупроводнике? Они перераспределятся в пространстве, стремясь стечь с потенциальных «горбов» и заполнить потенциальные «ямы». При этом уменьшится первоначальный потенциал (φ 0, или, как говорят, произойдет его экранирование электронами проводимости). Поэтому первый вопрос, который следует решить: как перераспределяются электроны в поле потенциала, и каким образом они его будут экранировать? Для решения этого вопроса следует выяснить, как нужно описывать движение электрона в поле звуковой волны. Это существенно зависит от того, какова величина соотношения между длиной звуковой волны 2л/q и длиной l свободного пробега электронов какова величина параметра ql. Этот параметр играет центральную роль в теории акустических свойств проводников; при различных его значениях электроны по-разному взаимодействуют со звуком. Обычно в пьезоэлектрических полупроводниках ql «1, поэтому пока ограничимся рассмотрением этого случая. В чистых металлах при низких температурах может выполняться противоположное неравенство. Об этом пойдет речь в следующей главе. Пьезоэлектрический эффект, применение в науке и технике. Патент США N3239283. Американские изобретатели Дж.Броз и В.Лаубердорфер разработали конструкцию подшипника, в котором трение уничтожается вибрацией, но для ее создания не требуется специальных механизмов. Втулки подшипника изготовляются из пьезоэлектрического материала. Ток заставляет пьезоэлектрик сжиматься и расширяться, создавая вибрацию, уничтожающую трение. Установка на реактивных самолетах пьезопреобразователей позволяет экономить почти треть топлива, которое шло на выработку электроэнергии, следовательно, позволяет увеличить дальность полета. Здесь в электроэнергию непосредственно превращаются колебания и вибрация фюзеляжа и крыльев. Фирма "Филипс" успешно разрабатывает идею пьезоэлектрического привода для механизмов малой мощности. В частности, ею создан светофор, батареи которого заряжаются от шума автомобилей на перекрестке. Поговаривают о создании звукоизолирующих перегородок многоквартирных домок из пьезоэлектриков. Здесь двойной эффект и поглощение шума, и выработка электроэнергии, скажем, для обогрева квартир. Пьезоэлектрическая струйная печать Пьезоэлектрические струйные головки для принтеров были разработаны в семидесятых годах. В большинстве таких принтеров избыточное давление в камере с чернилами создается с помощью диска из пьезоэлектрика, который изменяет свою форму (выгибается) при подведении к нему электрического напряжения. Выгнувшись, диск, который служит одной из стенок камеры с чернилами, уменьшает ее объем. Под действием избыточного давления жидкие чернила вылетают из сопла в виде капли. Пионер пьезоэлектрической технологии - фирма Epson - не смогла успешно соревноваться в объеме продаж со своими конкурентами Canon и Hewlett-Packard из-за сравнительно высокой технологической стоимости пьезоэлектрических печатающих головок - они дороже и сложнее, чем пузырьковые печатающие головки. Зажигалка бытовая пьезоэлектрическая ЗП-1 «Толнэ». Зажигалка предназначена для зажигания газа в горелках бытовых газовых приборов. Источником получения искры является пьезоэлемент. Нажатием на клавишу усилие сжатия передается на пьезоэлементы, в результате чего происходит искрообразование между контактами, расположенными внутри металлической насадки, надетой на удлиненный конец пьезозажигалки. Искра, которая поджигает газ, образуется как при нажатии на клавишу, так и при отпускании ее. Современный дизайн может сделать зажигалку “изюминкой” кухонного интерьера. Пьезоэлектрические излучатели применяются для генерирования ультразвука с частотами до 50 Мгц. Основным элементом пьезоэлектрического излучателя является пластинка из пьезоэлектрика, совершающая вследствие обратного пьезоэлектрического эффекта вынужденные механические колебания в переменном электрическом поле.

works.tarefer.ru

---

• 
  В чебоксарах отключили воду
• 
  График отключения электроэнергии
• 
  Как подобрать бензогенератор для дома
• 
  Теплый пол энергосберегающий
• 
  Сип допустимые токи
• 
  Что такое распределительное устройство
• 
  Привод масляного выключателя вмп 10
• 
  Должен ли собственник нежилого помещения платить за общедомовые нужды
• 
  Показания счетчиков мфц
• 
  Как подключить трехфазный двигатель к 380 с 3 проводами
• 
  Определение сила тока