Пьезоэлектрлік түрлендіргіш

Кіріспе

1. Пьезоэлектрлер және оның қасиеттері
1.1 Пьезоэлектрлік эффект
1.2 Кері пьезоэлектрлік эффект
1.3 Диэлектриктер

2. Пьезоэлектрлік түрлендіргіштер және олардың сипаттамалары
2.1 Сәулелену режиміндегі пьезотүрлендіргіштер
2.2 Гипердыбысты жиіліктің жартылайөткізгіш түрлендігіштері
2.3 Ультрадыбысты бақылау әдістері


Қорытынды

Қолданылған әдебиеттер тізімі
Электр энергиясының қажетті түрін алу үшін айнымалы ток энергиясын тұрақты ток энергиясына немесе керісінше тұрақты ток энергиясын айнымалы ток энергиясына түрлендіруге тура келеді. Не болмаса белгілі бір кернеулікті тұрақты токты, сондай-ақ белгілі бір жиілікті айнымалы токты басқа бір жиілікті айнымалыны токқа айналдыру қажеттіліктері туындайды. Осындай түрлендіру операцияларын жүзеге асыратын құрылғыларды түрлендіргіштер деп атайды.
Пьезоэлектрлік түрлендіргіштер жасау үшін кварц кристалының SiO2 табиғи және жасанды материал – пьезокерамика қолданылады.
Кварцтық кристалдар қазіргі заманғы, қолданыста көп пайдаланылатын жаңа электр құрылғыларында кеңінен қолданылады. Олар қазіргі сағаттардың басты компоненттері болып саналады. Кварцтың кристалдары уақытты есептеуде кең қолданылады. Өйткені, электр тогының әсерінен кристалдар тербелістерді тура және тұрақты тербелтеді. Яғни уақыт бірлігін көрсеткенде және өлшегенде пайдалану өте қолайлы ыңғайлы болып келеді. Осы кварцтық кристалдың қасиеттері пьезоэлектрлік эффект тудырады. Кристалдар механикалық қысымға түскенде, электр керненуіне біршама әсерін тигізеді. Керісінше, кристалдан өткен электр тогы оның деформациясын туғызады.
1. Калашников С.Г. Электричество, - М.:Атомоиздат, 1977, 336с

2. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы, - М.: Энергоатомиздат, 1968, 447с

3. Зейтленка Г.А. Радиопередающие устройства, - М.:Радио, 1969, 256с

4. Н.П. Богородицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев. Электротехнические материалы, - Л.: Энергоатомиздат, 1985
        
        ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКЕТТІК ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
АӨТ кафедрасы
Курстық жұмыс
Пьезоэлектрлік түрлендіргіш
Мазмұны
Кіріспе
1. ... және оның ... ... ... Кері ... эффект
3. Диэлектриктер
2. Пьезоэлектрлік түрлендіргіштер және олардың сипаттамалары
1. Сәулелену режиміндегі пьезотүрлендіргіштер
2. Гипердыбысты жиіліктің жартылайөткізгіш түрлендігіштері
3. Ультрадыбысты бақылау әдістері
Қорытынды
Қолданылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
Электр энергиясының ... ... алу үшін ... ток ... ток ... немесе керісінше тұрақты ток энергиясын айнымалы
ток ... ... тура ... Не ... ... ... ... токты, сондай-ақ белгілі бір жиілікті айнымалы токты
басқа бір жиілікті айнымалыны токқа айналдыру ... ... ... ... ... ... құрылғыларды
түрлендіргіштер деп атайды.
Пьезоэлектрлік түрлендіргіштер жасау үшін кварц кристалының ... және ... ...... ... ... ... заманғы, қолданыста көп пайдаланылатын
жаңа электр құрылғыларында кеңінен ... Олар ... ... ... ... саналады. Кварцтың кристалдары уақытты есептеуде
кең қолданылады. Өйткені, электр тогының әсерінен ... ... және ... ... Яғни ... ... көрсеткенде және
өлшегенде пайдалану өте қолайлы ыңғайлы болып ... Осы ... ... ... ... ... ... қысымға түскенде, электр керненуіне біршама әсерін ... ... ... ... тогы оның ... ... ... және оның қасиеттері
1.1 Пьезоэлектрлік эффект
Егер кристалл механикалық деформацияға түспесе, кейбір кристалдарда
поляризация сыртқы өрістің ... жүре ... Осы ... ... деп ... Бұл ... 1880ж. Пьер және Жак
Кюрилер ашты.
Кристалдық ... ... ... ... ... ... ... байқауға болады. Егер металды пластиналардан
алшақтау орналастып, деформациялағанда ... ... ... пайда болады. Ал оны ... ... ... тең, ... ... ... ... индукциялана бастайды.
Осы мезетте тізбекте деформация әсеріне ток ... ... ... ... ... ... ерекшеліктерін қарастырайық.
Кварцтың кристалдары әр түрлі кристалографиялық модификацияларда бар.
Біздің қарастыратын кристалымыз ... ... ... (1 ... ... ... ... шектелген, алты қырлы призманы елестетеді,
бірақта тағы да қосымша қырлары бар. Мұндай кристалдарың ішіндегі ... ... үшін - төрт ... ось ... ... бірі пирамиданың төбелерін жалғайды. Ал қалғаны
осьтер осіне перпедикуляр және призманың қарама-қарсы ... ... ... осімен анықталатын бағыты – пьезолетлік тұрғыда
белсенді емес. Осы бағытта сықсақ, созсақ ешқандай поляризация ... ... ... ... ... ... ... электр поляризациясы байқалады. Сондықтан да осі кристалдың
оптикалық осі деп аталса, осьтері ... ... ... ... аталады.
Пьезоэлекрлікосіне перпендикуляр алынған кварцтың пластиналарын
қарастырайық. және ... ... ості ... (2 ... ... ... және ... перпендикуляр
осінің бойымен пластинканы созатын болсақ, әр атты ... ... ... ... пьезоэлетрлік эффектіні бойлық эффект деп
атайды. Егер деформация таңбасын өзгертсе, яғни созудан ... ... ... да кері ... да бір ... бар, поляризацияланған зарядтың берілген
деформация кезінде (созу немесе сығу) туындауы - осьтерінің ұштарының
бірдей ... ... ... осімен бағыттарын ... ... ... ... Бұл ... ... ... зарядтың таңбасы осінің (пластинаның ... ... ... ішкі ... ... байланысты болады.
Осындай ұштары бірдей емес осьтер полярлық ... деп ... ... ... ... осінің ұшы бірдей және ол полярлық ось
болып табылмайды.
Полярлық ... ... тең ... пьезоэлектрлік эффектіде
ғана емес, басқа құбылыстарда да байқалады. Мысалы, полярлық осьтердің әр
түрлі ұштарында ... ... ... ... ... ... әр қилы ... мүмкін. Өңдеу кезінде пайда болған фигуралардың
бір-бірінен айырмашылықтары болады.
Бойлық пьезоэлектрлік эффектімен қатар көлденең пьезоэлектрлік эффект
бар. Егер осі ... ... ... ... ... осі бойымен
және пластинканың және шеттерінде поляризация ... ... Бұл ... пластинка шеттерінің зарядының таңбасы осі
бойымен сыққанда (көлденең ... және осі ... ... ... бірдей болады.
Пьезоэлектрлік эффект былайша түсіндіріледі: Иондық кристалдарда оң
және теріс ... ... ... ... ... электр өрісінің
болмауы әсерінен электрлік момент пайда ... ... бұл ... ... ... ... ... компенсацияланады. Кристалды
деформациялау кезінде тордың оң және теріс иондары бір-бірімен бірігеді.
Яғни кристалдың электрлік ... ... Бұл ... ... ... эффектіде байқалады.
3 сурет кварцтегі пьезоэлектрлік эффектінің туындауын сапалы
түсіндіреді. Бұл ... ... ... ... оң ... схемелық түрде көрсетілген және жазықтықтағы О теріс иондары
(бос шеңберлер) ... ... ... ... Бұл суретте бір
жазықтықта жатпаған иондар (саны көрсетілгеннен тым артық) ... ... ... ... фактісіне сәйкес келмеуі
көрсетілген. Бірақ, сапалы ... ... болу ... ол ... ... орналасуын бере алады.
3 сурет. а) Деформацияланған кристалға ... ... А ... ... оң зарядтар бар. Ал оған ... ... ... ... ... осі ... сыққанда (3сурет, ә)
элементарлық ұяшақтар деформацияланады. Сол кезде 1оң ион және 2 теріс ... ... ... ... ... ... ...
жазықтығында оң, B жазықтығында теріс). А жазықтығында теріс зарядтың ... ... оң ... ... ... ... Егер осі ... бастапқы орны болады (3сурет, б): 1 және 2 ... ... ... А ... қосымша оң заряд, ал B шетінде теріс заряд
туады.
Қатты дене теориясын есептеуде тәжірибе көрсеткендей, ... ... ... жоқ кристалдарда да пьезоэлектрлік
эффект ... ... ... элементарлық ұяшықтартарының
симетрия остері бар және осы кристалдарында ... ... ... ұяшықтарында бұл иондардың симметрия центрі болмайды,
сондықтан да онда ... ... ... ... ... ... векторы шамасы (пьезоэлектрлік зарядтың O’ беттік
жазықтығы оған пропорционал) анықталған өзгеру ... ... ... ... ... табылады. осі бойымен бір жақты
созылу деформациясын былай белгілеуге болады:
мұндағы d – пластинканың қалыңдығы;
Dd – оның деформация ... ... ... ... ... ... ... шамасы пьезоэлектрлік модул деп аталады. Оның таңбасы теріс те, оң
да бола алады. Өлшемсіз шама болғандықтан, b ... P-ның ... ... ... шетінің пьезолектрлік ... ... ... ... ... және мыныаған тең:
Деформация кезінде пьезоэлектрлік поляризация туындауы кристал
ішіндегі D нүктесінің электрлік ... ... ... ... ... ... P-ны ... түсіндіреміз.
мұндағы Pe – электр өрісі
Pu – деформация.
Жалпы жағдайда E, Pe және Pu бағыттары ... емес және ... ... кетеді. Бірақ кейбір бағыттарға, жоғары симметрия
осімен сәйкес болатын, ... ... ... ... ... мүмкін.
Онда жылжу шамасын былай жазуға болады:
мұндағы E – кристал ішіндегі электр өрісінің кернеуі;
e – ... ... ... ... ... дұрыс болып табылады. Мысалы, электр осітерінің
біреуінің ... бір ... созу ... ... айтуға болады. Бұл
пьезоэлектрлік теория негіздерінің бірі болып табылады.
Пьезоэлектрлік эффект бір жақты созу ... ... ғана ... ... ... де ... ... тек қана кварцта ғана емес, басқа да көптеген
кристалдарда байқалады. Кварцтан гөрі олар сегнеттік ... тым ... ... ... ... ... ... II және VI топ
элементтерінің () кристалдарының байланысы және көптеген басқа да
химиялық ... ... Кері ... ... эффектімен қатар оған кері құбылыс бар: пьезоэлектрлік
кристалдарда поляризацияның туындауы механикалық деформациямен қоса ... ... ... ... ... ... кернеуін берсе, кристал
өрістің әсерінен поляризацияланады және деформацияланады.
Энергияның сақталу заңынан және ... ... бар болу ... ... ... оңай ... ... пластинаны сыртқы F күштерімен сығып ... ... (5 ... Егер ... ... онда ... жұмыс күші
серпінді деформацияланған пластинканың потенциалдың энергиясына тең ... егер ... ... бар ... онда ... ... болады және
өзіне қосымша энергия туғызатын электр өрісі ... ... ... бойынша пьезоэлектрлік пластинаны сыққанда үлкен жұмыс атқарады. Ол
дегеніміз сығуға ... ... F1 күші ... ... кері пьезоэффект
күші деп атайды. Келтірілген ой-пікірлерден осы екі эффектінің ... ... ... ... Егер екі ... да ... заряд таңбалары бірдей болса, деформация таңбалары әр ... Егер 5 ... ... ... ... ... ... пайда болса, осындай поляризацияны сыртқы ... ... ... ... ... ... ... ұқсастықтары
бар. Бірақта бұл екі құбылыс әр түрлі. Пьезоэффект - өрістің ... ... ... ... ... ... өзгеруінен байланысты.
Ал, электрострикция өрістің ... ... ... ... ... ... жоқ ... байқалады. Электрострикция барлық
қатты және ... ... орын ... ... бекітіліп, деформация жасай алмаса, онда электр өрісін
туғызғанда онда ... ... ... пайда болады. Оның шамасы S
кристалдың ішіндегі электр өрісі кернеулігіне пропорционал:
мұндағы b- ... ... ... модуль;
Бұл формулада (-) таңбасы жоғарыда көрсетілген кері және тікелей
пьезоэффектісі арасындағы арасалмақты көрсетеді.
Кристал ... ... ... кернеу – пайда болған деформация
кернеуінен және электр өрісі ... ... ... ... ... тең:
мұндағы С –тұрақты электр өрісінде бір жақты созу деформациясы
кезіндегі серпімділік модулі. (Юнг ... ... ... болғандықтан, e, C, b
тұрақтылары кристал осіне ... ... ... ... болуынан
байланысты. Тағы да, ... ... ... бекітулі немесе
бекітілмегендігінен (деформация ... ... ... ... болады. Пластинканың x осіне перпендикуляр қиылған кездегі және
жанының шеттерібос болған жағдайдағы ... ... ... ... үшін ... кездейсоқ мәндерін аламыз:
(5) және (4) формулар арасындағы ... ... ... ... ... пластинка, x осі бойымен ... ... тиіп ... қоршаулар алшақ қойылған. Деформацияға дейін
қоршаудың зарядтары 0-ге тең, ал ... ... ... ... ... ... ... зарядталмаған болып қалады. Электр қозғалу
анықтамасына сүйенетін болсақ, D=0. Онда (4) формуладан ... ... ... ... ... кернеумен электрлік өріс пайда
болады:
Осы мәндерді (5) формулаға қойып, пластинканың механикалық кернеуін
табамыз:
Кернеу пьезоэлектрлік эффект ... да, ... ... та ... ... ... ... серпімділік модулімен
сипатталды:
Деформацияға кері ... ... ... ... ... кернеу
тууынан, қатаңдық серпімділіктің ұлғаюнына ... ... ... ... пьезоэлектрлік қасиеттердің әсер етуін келесі
түрде көрсетуге болады:
Осы шамадан (К) квадрат ... ... ... ... аталады. Жоғарыда көрсетілген e, C, b мәндерін ... ... ... ; ... да ... ... ... салыстырғанда өте төмен және 0.1ден аспайды.
Енді пьезоэлектрлік өрістің шамасын бағалайық. Егер x ... ... ... ... шамасында механикалық
кернеу түсірсек. (7) ... ... ... -қа тең ... ... (6) формулаға қойып, табамыз. Қалың пластинкада, мысалы,
болғанда қоршаулар арасындағы кернеу тең. ... ... пен ... өте ... ... біле ... ... орнына басқа
одан да күшті пьезоэлектрлер қолданып және таңдалған деформация ... ... өте ... вольт өлшейтін пьезоэлектрлік кернеу алуға болады.
Пьезоэлектрлік эффект ... және ... әр ... ... ... көп ... Ол үшін кейбір жағдайда ... ... ... ... ... ... ... сығылудағы қос пьезоэлемент (екі пластинкадан тұрады)
көрсетілген. Пластинкалар бір ... ... ... ... ... ... алынған. Егер, керісінше, осындай пьезоэлементті
сыртқы күштер әсерімен сығатын немесе созатын болсақ, олардың ... ... ... ... Бұл ... пластинканың жалғануы
конденсатордың параллель жалғануына сәйкес келеді.
1.3 Диэлектриктер
7 суретте иілудегі пьезоэлемент көрсетілген. Қоршауларда кернеу пайда
болысымен ... бірі ... ... ... және бойлық
бағытта ұзарады, ал ... ... және ... ... ... ... ... Егер осындай пьезоэлеметті сыртқы күштер
әсерімен иетін ... ... ... ... ... ... Бұл
жағдайда пластинканың жалғануы конденсатордың тізбектей жалғануына сәйкес
келеді. Көрініп тұрғандай мұндай пьезоэлемент ... және ... ... Бұл ... ... ... ... өрісі пайда болады,
бірақ өрістердің бағыты қарама-қарсы ... ... ... ... 0-ге тең. Электормеханикалық түрлендіргіштер әр ... және ... ... көптеген қолданыс табады.
Пьезоэлектрлік микрофон және ... ... ... ... ... ... монометрлер, өлшеу құралдары және т.б.
Кварцтің пьезоэлектрлік тербелісін қолдану ең маңызды роль ... ... ... ... пластинкаларының арасына салып,
пластинкалар арасында айнымалы кернеу туғызсақ, пластинканың өз ... ... ... ... ... ... ... Пластинкада ең күшті механикалық тербеліс пайда болады. Мұндай
кварцтік пластинка жоғары дыбысты ... ... ... ... Олар ... ... және медицина салаларында, көптеген
физикалық және ... ... ... ... ... және әр ... ... құрылғыларда, электр
тербіліс генераторының жиілігін тұрақтандыру үшін пайдаланылады.
Қорытынды
Мен осы курстық жұмыста ... ... ... ... ... ... Оның ... торында әр түрлі
зарядталған иондар бар. Бұл олардың заядтарының ... ... үшін ... ... құрылғылар нақты резонансты жиілігі бар кварцтың
пластинкаларынан тұрады. Оның мөлшеріпластинканың қалыңдығынан және ... ... Егер ... ... айнымалы ток өткізсе, онда
кристал оның ... ... ... ... ... әсер ... әдебиеттер тізімі
1. Калашников С.Г. Электричество, - М.:Атомоиздат, 1977, 336с
2. Корицкий Ю.В. Электротехнические материалы, - М.: Энергоатомиздат,
1968, ... ... Г.А. ... ... - М.:Радио, 1969, 256с
4. Н.П. Богородицкий, В.В. Пасынков, Б.М. Тареев. Электротехнические
материалы, - Л.: ... 1985

Пән: Электротехника
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 9 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Аналогты-цифрлық түрлендіргіш және цифрлы-аналогтық түрлендіргіш14 бет
Резонансты кернеу түрлендіргіштері8 бет
Цифрлық - аналогтық түрлендіргіш8 бет
"Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар."4 бет
Сегнетоэлектриктер және пьезоэлектриктер туралы негізгі мағлұматтар4 бет
Гидравлика10 бет
Оңтүстік Қазақстан облысындағы аудан орталығын ауыз сумен жабдықтау жобасы121 бет
Полярлы диэлектриктер және олардың поляризацияланғыштық коэффициенттерінің температураға тәуелділігі7 бет
Шыңғырлау ауданының «Новопетровка» 35/10 қосалқы станциясын жобалау52 бет
Қызылорда қаласының жылдық жылу шығынының есебі35 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь