- Efecte piezoelèctric:
- Efecte piezoelèctric invers:
- Transductor piezoelèctric:
- Conversió de la força en electricitat mitjançant el transductor piezoelèctric:
- Diagrama del circuit del transductor piezoelèctric:
- Treball:
Alguns cristalls com el titanat de bari, el quars, el tantalita de liti, etc. tenen la propietat de produir electricitat en aplicar una força o pressió sobre ells sota disposició específica. A més, poden treballar inversament transformant el senyal elèctric aplicat a través d’ells en vibracions. Per tant, s’utilitzen com a transductors en moltes aplicacions. S’anomenen materials piezoelèctrics. Per tant, un transductor piezoelèctric produeix tensió en aplicar-hi una força i viceversa. En primer lloc, vegem algunes de les aplicacions del transductor piezoelèctric seguides de la definició.
Efecte piezoelèctric:
1. Analitzador de tensions mecàniques:
L’aplicació principal és l’analitzador d’esforços per a columnes d’edificis on es mesura la tensió proporcional produïda en tensió sobre cristall i es pot calcular la tensió corresponent.
2. Encenedors:
L’encenedor de gas i l’encenedor també compleixen la mateixa regla d’efecte piezoelèctric que produeix pols elèctric a la força produïda per l’impacte sobtat del disparador sobre el material que hi ha dins.
L’efecte piezoelèctric es defineix com el canvi de polarització elèctrica que es produeix en determinats materials quan es sotmet a esforços mecànics.
Efecte piezoelèctric invers:
1. Rellotge de quars:
Dins del nostre rellotge, hi ha un ressonador de quars que funciona com a oscil·lador. L’element és el diòxid de silici. El senyal elèctric aplicat a través del cristall fa que vibri periòdicament, que al seu torn regula els engranatges del nostre rellotge.
2. Piezo Buzzers:
Els timbres s’utilitzen àmpliament en moltes aplicacions, com ara l’indicador de marxa enrere, ordinadors, etc. La vibració es pot desviar cap a un espai allotjat amb una petita obertura que la converteix en so audible.
L’efecte elèctric invers piezoelèctric es defineix com la deformació o deformació produïda en determinats materials quan se sotmet al camp elèctric.
Transductor piezoelèctric:
A la part superior hi ha un transductor piezoelèctric barat de tres terminals que s’utilitza en un zumbador piezoelèctric de 12V que produeix so amb la disposició del circuit inferior. On la carcassa negra es converteix en l’estructura per crear un so audible.
Conversió de la força en electricitat mitjançant el transductor piezoelèctric:
Intentem experimentar l’efecte piezoelèctric convertint una força en un senyal de voltatge petit mitjançant el disc del transductor piezoelèctric. A continuació, intentem emmagatzemar l'energia produïda a través de la força o la pressió.
Soldar els terminals:
Soldar el cable al transductor piezoelèctric és la part principal de l’ús. Aneu amb compte de no escalfar massa la superfície, ja que es fon fins i tot a baixa temperatura durant uns segons. Per tant, intenteu fondre el plom a soldar i deixar caure la soldadura fosa sobre la superfície. Per a aquesta operació, els terminals positius i negatius seran suficients i es poden veure a la imatge superior.
Operació:
El transductor piezoelèctric produeix una sortida discontínua o alterna en aplicar-hi una força de cop repetida. Per tant, s’ha de corregir perquè sigui emmagatzemable o usable de CC. Per tant, per obtenir una eficiència rectificadora superior al 80% o superior, utilitzarem un rectificador d’ona completa. O bé podem utilitzar una combinació de quatre díodes en configuració de pont o un paquet amb díode de pont integrat com RB156. Aquí teniu la referència per construir un rectificador d’ona completa amb filtre.
Per tant, aquí s’aplica el mateix concepte en què la sortida alternativa del transductor piezoelèctric es converteix en corrent continu i s’emmagatzema dins del condensador de sortida. L' energia emmagatzemada es dissipa a través d'un LED amb sortida controlada. Per tant, la dissipació de l’energia emmagatzemada serà visible.
Diagrama del circuit del transductor piezoelèctric:
A continuació es mostra el diagrama esquemàtic del circuit del transductor piezoelèctric on l’energia emmagatzemada al condensador només es dissiparà quan es tanca l’interruptor tàctil.
El condensador utilitzat a la sortida es pot augmentar encara més per augmentar la capacitat d’emmagatzematge, però, però, també s’ha d’augmentar el nombre de transductors piezoelèctrics. Per tant, aquí és 47uF.
Treball:
Tal com s’explica a la simulació anterior, les connexions es fan a la Breadboard. Però, la raó per utilitzar dos transductors piezoelèctrics és augmentar la quantitat d'energia produïda en un curt interval de temps. Inicialment, donem cops continuats sobre els transductors.
Un cop assolit el nivell de tensió requerit, premem l’interruptor tàctil i el LED s’encén un moment.
La raó del parpelleig del LED és la següent: el condensador de 47uF utilitzat només pot emmagatzemar tanta energia per parpellejar el LED durant uns segons. La quantitat d'energia produïda i emmagatzemada es pot augmentar augmentant el nombre de transductors i el valor del condensador. El vídeo següent mostra el procés fet anteriorment per passos.