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

42478. Дифференциальные уравнения 184 KB
  Аналитическое решение дифференциальных уравнений. Численное решение дифференциальных уравнений. Аналитическое решение дифференциальных уравнений Общее решение дифференциальных уравнений. Параметры могут указывать метод решения задачи например по умолчанию ищется аналитическое решение: type=exct.
42479. Определение цены деления и внутреннего сопротивления гальванометра 116.5 KB
  1 где − коэффициент пропорциональности называемый ценой деления; − число делений соответствующее отклонению стрелки. Под ценой деления прибора понимают физическую величину равную измеряемой величине при отклонении стрелки на одно деление.3 Цена деления по напряжению 4.
42481. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ СДВИГА И МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ ТВЁРДЫХ ТЕЛ НА УСТАНОВКЕ «КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК» 1.2 MB
  Крутильный маятник по своему конструктивному устройству аналогичен крутильным весам. Различие, однако, в том, что весы используются в статическом режиме равновесия, а маятник применяется в динамическом режиме. При этом детали его конструкции вращаются, периодически изменяя направление поворота. Определение моментов инерции тел относительно главных и парал лельных осей 7 2. Измерение момента инерции рамки крутильного маятника...
42482. Расширение пределов измерений приборов магнитоэлектрической системы 94 KB
  Для того чтобы на основе гальванометра сделать амперметр параллельно гальванометру подключают сопротивление называемое шунтом рис. Так как требовалось расширить предел измерения гальванометра по току в n раз то ; тогда и 5.4 Если цена деления гальванометра по току равна k1 цена деления амперметра стала равной k1n а чувствительность прибора при этом уменьшилась в n раз.
42483. Сигнали цифрового лінійного тракту ВОСПІ 281.5 KB
  Специфіка оптичного волокна як середовища для передачі сигналу також оптоелектронні компоненти передаючого і приймельного пристроїв накладають обмеження на параметри цифрового сигналу що поступає в лінійний тракт Волоконнооптичної системи передачі тому виникає необхідність перекодування вихідного двійкового цифрового потоку в погоджений з волоконнооптичним трактом лінійний сигнал. Код вибирається в залежності від конкретних умов передачі: виду вихідних повідомлень параметрів волоконнооптичної лінії звязку що...
42484. Моделювання та дослідження нерекурсивного фільтра на основі швидкого перетворення Фур’є 433 KB
  Львів 2011 Хід роботи 1. УВАГА Зберігання виконаної роботи проводити виключно командою Sve ll 3. Для виконання лабораторної роботи скопіювати фрагмент коду позначений коментарем 5лабораторна робота: Нерекурсивні фільтри на основі ШПФ в кінець програми після директиви endif. Вибрати пункт 5 та проаналізувати варіант виконання лабораторної роботи.