73879

Обратный пьезоелектрический эффект

Доклад

Физика

Пъезоэффект возникает только в 20 кристаллах из 32 возможных каждый из которых отличается своей группой симметрии. Эти группы включают в себя элементы симметрии оси после поворота кристалла на определенный угол новое его положение точно совпадает с выходным плоскости зеркально отображает все элементы кристалла по обе ее стороны и центры симметрии. Используется в современной технике это структура что характеризируется осью симметрии бесконечного порядка и плоскостью m проходящую через эту ось. Полярнаю ось симметрии направлена по...

Русский

2014-12-21

32.86 KB

0 чел.

Обратный пьезоелектрический эффект

Электрическое напряжение приложенное к любому диэлектрику сопровождается его деформацией, поскольку в процессе электрической поляризации идет смещение зщаряженых частиц. Поэтому во всех диелектриках наблюдается квадратический электромеханический эффект или електрострикция, которая обычно очень мала. Но в некоторых твердых диэлектриках (кристаллы с нецентросимметричной структурой) наблюдается большой линейный электромеханический эффект который являет собой обратный пьезоэлектрический эффект.


Где
i=1, 2, 3… 6; n=1, 2, 3 соответственно матричным обозначениям. Пъезоэффект возникает только в 20 кристаллах из 32 возможных, каждый из которых отличается своей группой симметрии. Эти группы включают в себя элементы симметрии – оси (после поворота кристалла на определенный угол новое его положение точно совпадает с выходным), плоскости (зеркально отображает все элементы кристалла по обе ее стороны) и центры симметрии.

Легко видеть, что необходимость существования обратного пьезоэффекта следует из закона сохранения энергии и факта существования прямого эффекта. Рассмотрим пьезоэлектрическую пластинку 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., то при создании такой же поляризации внешним полем пластинка будет растягиваться. Связь прямого и обратного пьезоэлектрических эффектов. Обратный ьезоэлектрический эффект имеет внешнее сходство с электрострикцией. Однако оба эти явления различны. Пьезоэффект зависит от направления поля и при изменении направ-ления последнего на противоположное изменяет знак. Электрострикция же не зависит от направления поля. Электрострикция имеет место во всех
диэлектриках как твердых, так и жидких.

Поляризированная пьезоелектрическая керамика. Используется в современной технике – это структура, что характеризируется осью симметрии бесконечного порядка и плоскостью m проходящую через эту ось. Полярнаю ось симметрии направлена по направлению приложенного электрического поля в случае “штучной” поляризации. Уравнение  который выражает обратный пьезоефект для механически свободного и незамкнутого кристалла являет собой только один с возможных описаний линейной элекромеханического взаимодействия в нецентро симметрических кристаллах и текстурах. С учетом различных граничных условий обратный пьезоэффекут можна описать 4мя уравнениями.      , где , - коэффициенты использующиеся в определениях для описывания прямого пьезоэфекта. Эти уравнения можно записать в виде пьезоелектрического квадрата.  СМАТРИ В СЕРЕДИНКУ


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57777. Погода. Спостереження за погодою 1.21 MB
  Тип проекту: Пізнавальний дослідницький творчий Задачі проекту: розширити знання учнів про атмосферні явища шляхом узагальненого поняття погода; познайомитися з науковими дослідженнями прогнозування погоди виявити...
57778. Застосування похідної для побудови графіків функції 458.5 KB
  Яка функція називається опуклої вниз на інтервалі ; b Яка функція називається опуклою в гору на інтервалі ; b Що називається точкою перегину графіка функції Назвіть властивості графіків опуклості функції...
57779. ЗАСТОСУВАННЯ ПОХІДНОЇ ДО РОЗВ’ЯЗУВАННЯ ПРИКЛАДНИХ ЗАДАЧ 201.5 KB
  МЕТА: перевірити знання учнями формул для знаходження похідної та вміння застосовувати метод диференціального числення до розвязування прикладних задач вміння виділяти етапи в розвязуванні прикладних задач...
57780. Экстремальные задачи 2.81 MB
  Цель: ознакомить учащихся с понятием экстремальные задачи; составить алгоритм их решения с помощью производной; раскрыть область применения производной, показать, что производная – способ исследования процессов действительности и современного производства.
57781. Застосування похідної до дослідження функції 582.5 KB
  На дошці учень виконую вправу: знайти максимум функції. Перше завдання детектива Кожен учень отримує картку із завдання дослідити функцію. За виконання цього завдання учень отримує різну зарплатню оцінку в залежності від складності завдання...
57782. Похідна та її застосування 76 KB
  Мета проекту: показати широке застосування похідної; довести що похідна засіб дослідження процесів дійсності і сучасного виробництва; розвивати вміння досліджувати систематизувати вивчені факти...
57783. Применение производной к исследованию функции 1.89 MB
  Цели урока: сформировать навыки исследования и построения графиков функции с помощью производной. Учитель записывает на доске а ученики в тетради: Применение производной при исследовании функции.
57784. Похідна та її застосування 89 KB
  Мета: Узагальнення та систематизація знань, вмінь та навичок учнів з теми; формування вмінь працювати самостійно, спілкуватись, допомагати іншим, аналізувати ситуацію; розвиток загально навчальних навичок, творчого...
57785. Застосування похідної в різних галузях науки 1.1 MB
  Мета: Навчальна: дати учням всебічні поглиблені і розширені знання про предмет вивчення його цілісну картину досягти засвоєння учнями систематичних знань про поняття похідної її геометричний та фізичний зміст.