pentru ce se utilizează Piezoelectricitate?
foto: un traductor piezoelectric tipic. Acesta este soneria din interiorul telefonului meu fix: face un zgomot deosebit de strident și oribil când sună telefonul!există tot felul de situații în care trebuie să transformăm energia mecanică (presiune saumișcare de un fel) în semnale electrice sau invers. Adesea putem face asta cu un traductor piezoelectric., Un traductor este pur și simpluUn dispozitiv care transformă cantități mici de energie de la un fel la altul (de exemplu,transformând lumina, sunetul sau presiunea mecanică în semnale electrice).în echipamentele cu ultrasunete, un traductor piezoelectric transformă energia electrică în vibrații mecanice extrem de rapide—atât de repede, de fapt, încât face sunete,dar prea înalte pentru ca urechile noastre să audă. Aceste vibrații cu ultrasunete pot fi folosite pentruscanarea, curățarea și tot felul de alte lucruri.,
Într-un microfon, trebuie să convertsound energie (undele de presiune care călătoresc prin aer) în energie electrică—și asta e ceva piezoelectriccrystals ne poate ajuta cu. Pur și simplu stick vibratoare parte din themicrophone la un cristal și, ca undele de presiune din voicearrive, vor face de cristal a muta înainte și înapoi, generatingcorresponding semnale electrice. „Acul” dintr-un gramofon(numit uneori un player de înregistrare) funcționează în sens invers. Ca thediamond vârf de ac plimbari de-a lungul canal spiralat în LP, itbumps în sus și în jos., Aceste vibrații se împinge și se trage de pe o lightweightpiezoelectric de cristal, care produc semnale electrice care ți stereothen transformă înapoi în sunete audibile.
Foto: Înregistrați-player stylus (fotografiate de dedesubt): Dacă încă te mai joci LP înregistrări, veți folosi un stylus ca acest lucru să se convertească la lovituri mecanice pe disc în sunete puteți auzi. Stylus-ul (bara orizontală de argint) conține un mic cristal de diamant (micul punct de la capătul din dreapta) care sare în sus și în jos în canelura de înregistrare., Vibrațiile distorsionează un cristal piezoelectric din interiorul cartușului galben care produce semnale electrice, care sunt amplificate pentru a face sunetele pe care le puteți auzi.într-un ceas sau ceas cu cuarț, efectul piezoelectric inverseste folosit pentru a păstra timpul foarte precis. Energia electrică dintr-o baterie este alimentată într-un cristalface să oscileze de mii de ori pe secundă. Ceasul atunci usesan circuit electronic la rândul său, că în mai lent, o dată pe secundă beatsthat un motor mic și unele precisiongears folosi pentru a conduce cel de-al doilea, minut, oră și mâinile în jurul ceas-fata.,Piezoelectricitatea este, de asemenea, utilizată, mult mai crud, în brichete pentru sobe de gaz șibarburi. Apăsați un comutator mai ușor și veți auzi un sunet de clic și veți vedea că apar scântei. Ceea ce faceți,Când apăsați comutatorul, este stoarcerea unui cristal piezoelectric, generând o tensiune și făcând o scânteie să zboare peste un mic gol.
Dacă ai o inkjet printer așezat pe birou, se folosește de precizie „seringi” pentru a uda picături ofink pe hârtie., Unele jeturi de cerneală își stropesc seringile folosind cristale piezoelectrice controlate electronic, care își strâng „pistoanele” înăuntru și în afară; jeturile de bule Canon își aprind cerneala încălzind-o în schimb. (Veți găsi mai multe detalii despre ambele metode în articolul nostru despre imprimantele cu jet de cerneală.)
Foto: NASA a experimentat folosind materiale piezoelectrice pentru a reduce vibrațiile și zgomotul de la rapid filare elicopterul rotoarele. Fotografie prin amabilitatea NASA.
recoltarea energiei cu Piezoelectricitate?,
Dacă se poate face un pic de energie electrică prin apăsarea un cristal piezoelectric o dată, ar putea face o cantitate semnificativă prin apăsarea Mai multe cristale de peste si peste din nou? Dacă am îngropa cristale sub străzile și trotuarele orașului pentru a capta energie în timp ce mașinile și oamenii treceau? Această idee, cunoscută sub numele de recoltare de energie, a atras interesul multor oameni., Inventatorii au propus tot felul de idei pentru stocarea energiei cu ascunse piezoelectric dispozitive, de la pantofi care transformă mersul pe jos mișcări în căldură pentru a menține picioarele calde, și telefoane mobile care se percepe de la mișcări ale corpului, pentru drumurile care puterea stradal, lentile de contact, care capta energie atunci când ai clipi, și chiar și gadget-uri care fac energie din presiunea de ploaie care se încadrează.
lucrare: recoltarea energiei?, Inventatorii au depus o mulțime de brevete pentru gadgeturi purtabile care vor genera cantități mici de energie electrică din mișcările corpului. Acest exemplu este un pantof cu un traductor piezoelectric încorporat (1) care izvorăște în sus și în jos în timp ce mergeți, trimițând electricitate într-un circuit (2) și apoi stocându-l într-o baterie (3).recoltarea energiei este o idee bună? La prima vedere, orice lucru care minimizează risipa de energie și îmbunătățește eficiența sună cu adevărat sensibil., Dacă ați putea folosi podeaua unui magazin alimentar pentru a capta energie de la picioarele cumpărătorilor grăbiți care își împing căruțele grele și să o utilizați pentru a alimenta luminile magazinului sau dulapurile sale de răcire, cu siguranță că acesta trebuie să fie un lucru bun? Uneori, recoltarea de energie poate oferi într-adevăr o cantitate decentă, dacă destul de modestă, de energie.problema este, totuși, că schemele de recoltare a energiei pot fi o mare distragere a atenției de la idei mai bune. Luați în considerare, de exemplu, conceptul de construire a străzilor cu „benzi de zgomot” piezoelectrice care absorb energia din trecerea traficului., Mașinile sunt mașini extrem de ineficiente și doar o cantitate mică (15 la sută sau cam asa ceva) de energie în puterile lor de combustibil vă pe drum. Doar o fracțiune din această fracțiune este disponibilă pentru recuperare de pe șosea-și nu ați putea recupera toată acea fracțiune cu o eficiență de 100%. Deci cantitatea de energie pe care ai putea-o recupera practic, și câștigul de eficiență pe care l-ai face pentru banii cheltuiți, ar fi minusculă., Dacă doriți cu adevărat să economisiți energie de la mașini, modul sensibil de a face acest lucru este să abordați ineficiențele transportului auto mult mai devreme în acest proces; de exemplu, proiectând motoare mai eficiente, încurajând oamenii să împartă mașina, schimbând de la motoare pe benzină la mașini electrice și lucruri de acest fel.asta nu înseamnă că recoltarea de energie nu are loc; ar putea fi cu adevărat utilă pentru încărcarea dispozitivelor mobile folosind energie care altfel s-ar risipi. Imaginați-vă un telefon mobil care se încarcă automat de fiecare dată când se mișcă în buzunar, de exemplu., Chiar și așa, când vine vorba de economisirea energiei, ar trebui să luăm întotdeauna în considerare imaginea de ansamblu și să ne asigurăm că timpul și banii pe care îi investim produc cele mai bune rezultate posibile.
cine a descoperit piezoelectricitatea?
efectul piezoelectric a fost descoperit în anul 1880 de către doi fizicieni, brothersPierre și Paul-Jacques Curie, în cristale de cuarț, turmalină, andRochelle sare (sodiu și potasiu tartrat). Au luat numelelucrarea greacă piezein, ceea ce înseamnă „să apăsați.,”Jacques rezumat de observare într-un 1889 hârtie în Annales de Chimie et de Physique(propria mea traducere foarte aproximativă din limba franceză):
„Dacă unul trage sau strange de-a lungul axei principale , apare la capetele de această axă cantități egale de energie electrică de semne opuse, proporțională cu care acționează forța și independent de dimensiunile de cuarț.”
opera de Arta: Ilustrații ale Curie din Cuarț Piezo-Electrique: Extrait de la Aceste de J. CURIE: Annales de Chimie et de Physique, t., XVII, 1889, p. 392.
