П’єзоелектричний ефект і його використання в техніці
Якщо зразок з сегнетоелектріка стискати вздовж напрямку залишкової поляризації, то в цьому напрямку будуть зменшуватися розміри всього зразка та кожної елементарної комірки. При цьому відстань між центрами розподілу позитивного і негативного зарядів в комірці і залишкова поляризація зразка в цілому також зменшуються. В результаті буде зменшуватися і різниця потенціалів між гранями зразка, перпендикулярними напрямку дії сили. При розтягуванні, навпаки, залишкова поляризація і відповідна їй поверхнева щільність зарядів на гранях збільшуються, що веде до виникнення різниці потенціалів, протилежної за знаком.
Явище виникнення поляризаційних зарядів при деформації називають прямим п’єзоелектричним ефектом. Воно було відкрите братами Кюрі на кварці, що не є сегнетоелектриків.
Виявляється, що всі сегнетоелектрики є одночасно пьезоелектріков, але далеко не всі п’єзоелектрики володіють сегнетоелектричними властивостями.
Існує також зворотний п’єзоефект – поява деформації пьезоелектрика при приміщенні його в електричне поле. Це явище пояснюється подовженням або укорочуванням елементарних комірок під дією електростатичного поля і, як наслідок, – зміною розмірів зразка в результаті підсумкової макроскопічної деформації. Деформація в цьому випадку, як показали дослідження, прямо пропорційна доданої різниці потенціалів і залежить від п’єзомодуль.
Прямий і зворотний пьезоеффекти знайшли широке застосування в техніці для перетворення механічних коливань в електричні і навпаки. П’єзоелектричний елемент, наприклад, знаходиться в голівці сучасного електрофони для відтворення грамзапису.
Широке застосування знайшли п’єзоелектричні мікрофон і телефон, вимірювачі вібрацій, механічних напрузі і т. д. Кварцова пластинка, наприклад, є потужним випромінювачем ультразвукових хвиль, що використовується в техніці, біології, медицині.
П’єзоелектричні коливання застосовуються також для стабілізації частот генераторів електричних коливань в радіотехніці.
Related posts:
- П’єзоелектричний ефект – доповідь У 1880 році брати Кюрі виявили, що в процесі деформації сегнетової солі на її поверхні виникають поляризаційні заряди. Це явище було названо прямим п’єзоелектричним ефектом. Якщо на кристал впливати зовнішнім електричним полем, він починає деформуватися, тобто, виникає зворотний п’єзоелектричний ефект. Однак ці зміни не спостерігаються в кристалах, що мають центр симетрії, наприклад, в сульфіді свинцю. […]...
- Поверхневий ефект в провіднику. Скін-ефект Змінний струм супроводжується електромагнітними явищами, які призводять до витіснення електричних зарядів з центру провідника на його периферію. Цей ефект називається – поверхневим ефектом, або скін-ефектом. В результаті цього ефекту струм стає неоднорідним. На периферії ток виявляється більшим за величиною, ніж в центрі. Це відбувається через відмінності в щільності вільних носіїв зарядів в перпендикулярному перетині провідника […]...
- Ефект складання хвиль Якщо в середовищі поширюються одночасно кілька хвиль, то коливання частинок середовища виявляються геометричній сумою коливань, які здійснювали б частинки при поширенні кожної з хвиль окремо. Отже, хвилі просто накладаються одна на іншу, не збурюючи один одного. Це твердження називається принципом суперпозиції хвиль. Принцип суперпозиції стверджує, що рух, викликане поширенням відразу декількох хвиль, тобто знову деякий […]...
- Ефект Доплера (формула) Явище зміни частоти і довжини хвиль, що сприймається приймачем при зміні положення щодо нього джерела коливань, називають ефектом Доплера, на честь відкрив його в 1842 році фізика Крістіана Доплера. Частота і довжина коливань можуть змінюватися не тільки під час руху джерела відносно приймача, але і навпаки. У вигляді формули ефект Доплера можна виразити наступним чином: […]...
- Механічні хвилі, частота хвилі Якщо в якомусь місці пружного середовища (твердого, рідкого або газоподібного) порушити коливання його часток, то внаслідок взаємодії між частинками це коливання почне поширюватися в середовищі від частинки до частинки з деякою швидкістю v. Наприклад, якщо в рідке або газоподібне середовище помістити нестійке тіло, то коливальний рух тіла буде передаватися прилеглим до нього часткам середовища. Вони, […]...
- Ефект Доплера Існує ще одне явище, характерне для всіх хвиль і має велике практичне значення. Це явище називають ефектом Доплера (рис. 87) на честь предсказавшего його в 1842 р австрійського фізика Крістіана Доплера (1803-1853), який вивчав рух тіл – джерел звуку або світла. Згадайте, коли проноситься повз вас поїзд чи машина з сиреною досягають найближчій до вас […]...
- Поняття про біорізноманіття, його збереження і використання Біорізноманіття (різноманітність організмів, що населяють Землю, і їх природних поєднань) включає в себе види рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів, а також ті екосистеми і екологічні процеси, частиною яких вони є. Воно також включає генетичну різноманітність. Збереження та стале використання біорізноманіття важливо для забезпечення потреб людей у??сільськогосподарських продуктах, медичних препаратах, естетичних послугах і т. Д. Наприклад, у […]...
- Що таке обертання і ефект Магнуса? Або чому бейсбольний м’яч може летіти по дузі? Люди іноді говорять, що насправді бейсбольний м’яч по дузі не летить, що це всього лише оптичний обман. Бейсболісти і вчені знають, що це не так. Подаючий вищої ліги може змусити м’яч відхилятися убік, вниз або вгору під час його польоту в “будинок”. Траєкторія подачі визначається тим, яку […]...
- Аналіз позикового капіталу і оцінка ефективності його використання Залучення грошових коштів (активів) із зовнішніх джерел вимагає певної уваги з боку позичальників. При цьому основним завданням є аналіз позикового капіталу і ефективності його застосування. Зокрема, мета такого аналізу полягає в наступному: – провести оцінку перспектив фінансового стану компанії в майбутньому і теперішньому часі; – визначити можливі варіанти фінансування, а також продумати варіанти їх подальшого […]...
- П’єзоелектричний ефект “Будь-яке [наукове] відкриття, наскільки б незначним воно не було, вже є неминуще досягнення”, – писав Марії Склодовської-Кюрі французький фізик П’єр Кюрі за рік до їх одруження, закликаючи приєднатися до нього в “їх наукової мрії”. У підлітковому віці П’єр Кюрі був закоханий у математику, особливо в стереометрію, яка пізніше виявилася корисною йому в дослідженнях з кристалографії. […]...
- Ефект Казимира Ефектом Казимира найчастіше називають виникнення дивною сили тяжіння між двома незарядженими паралельними пластинами у вакуумі. Один із способів зрозуміти, що таке ефект Казимира, – це спробувати уявити собі природу вакууму відповідно до квантової теорії поля. “Він далеко не порожній, – пишуть фізики Стівен Ройкрофт і Джон Свейн. – Вакуум наповнений флуктуирующими електромагнітні хвилями, від яких […]...
- Потенціал дії та його поширення Всі живі клітини при дії різних подразників переходять в збуджений стан. При порушенні різниця потенціалів між клітиною і навколишнім середовищем змінюється, з’являється електричний імпульс, виникає потенціал дії. Загальна зміна різниці потенціалів на мембрані, що відбувається при порушенні клітин, визначає потенціал дії. Потенціал дії – різниця потенціалів між цитоплазмою і навколишнім середовищем при збудженні. Механізм поширення […]...
- Діелектрики в електричному полі: поляризація діелектриків Всі відомі людству речовини здатні проводити електричний струм в різному ступені: якісь краще проводять струм, якісь – гірше, інші – майже не проводять. Відповідно до цієї здатністю, речовини діляться на три основні класи: Діелектрики; Напівпровідники; Провідники. Ідеальний діелектрик не містить в собі зарядів, здатних до переміщення на значні відстані, тобто вільних зарядів в ідеальному діелектрику […]...
- Потужність електричного струму і його робота Будь-які електричні машини, устаткування, установки, прилади, які приводяться в рух, тепло, випромінювання, перетворення і т. д, електрикою є безпосередніми споживачами електроенергії. Чим більше електроенергії, щомиті, потрібно установці, тим більше обсяг її виконуваних робіт. Найбільш важливою характеристикою різних електричних систем є споживана потужність (потужність електричного струму). Електрична потужність характеризує собою кількість витрачається електроенергії за певний проміжок […]...
- Ефект Комптона Уявіть, що ви крикнули, і ваш голос повернувся як відлуння, відбившись від віддаленій стіни. Ви ж не очікуєте, що луна вашого голосу прозвучить на октаву нижче? Звукові хвилі відбиваються, не змінюючи частоти. А от з рентгенівськими хвилями справа йде інакше. У 1923 р фізик Артур Комптон показав, що при падінні рентгенівських променів на електрони розсіяне […]...
- Електронно-дірковий перехід – коротко Ізольований кристал n-типу електрично нейтральний, сума позитивних і негативних зарядів у ньому дорівнює нулю. Кількість атомів, що позбулися одного електрона і перетворилися на позитивні іони, суворо дорівнює кількості відірвалися від атомів електронів. Чим вища температура, тим більше утворюється вільних електронів. Позитивні іони знаходяться у вузлах кристалічної решітки. Також електрично нейтральний і ізольований кристал р-типу. Однак […]...
- Термоелектричний ефект. Історія відкриття Про відкриття німецького фізика Йоганна Зеебека, який, експериментуючи зі сплавами, виявив термоелектричний струм, заклавши тим самим основи для робіт в області термоелектрики. У 1821 році, 51 річний житель Берліна, уродженець Естонського міста Ревель, професор Прусського королівського наукового товариства, фізик Томас Йоган Зеєбек (1770 – 1831гг.) Повідомив про свій унікальний, тільки що зроблене відкриття. Про відкриття […]...
- Р-н-перехід і його властивості Тонкий шар напівпровідника між двома областями, одна з яких представляє напівпровідник р-типу, а інша я-типу, називають р – / г-переходом. Концентрації основних носіїв заряду в р – і я-областях можуть бути рівні або істотно різнитися. У першому випадку р-я-перехід називають симетричним, у другому – несиметричним. Найчастіше використовують несиметричні переходи. Нехай концентрація акцепторної домішки в р-області […]...
- Ефект “чорної краплі” Альберт Ейнштейн якось сказав, що саме незбагненне в цьому світі – це те, що він збагненний. Дійсно, ми живемо у світі, який може бути описаний компактними математичними виразами і фізичними законами. Навіть самі дивні астрофізичні явища в кінці кінців знаходять наукове пояснення, хоча часом на це потрібно чимало років. Таємничий ефект “чорної краплі” – оптичне […]...
- Сфера використання електричного поля Електричне поле має низку властивостей, які знайшли корисне застосування. Дане явище використовується при створенні різного устаткування для роботи в декількох дуже важливих сферах. Використання в медицині Впливу електричного поля на певні ділянки тіла людини дозволяє підвищувати його фактичну температуру. Ця властивість знайшла своє застосування в медицині. Спеціалізовані апарати забезпечують впливу на необхідні ділянки пошкоджених або […]...
- Ефект Зеєбека Ефект Зеєбека (ЕЗ) представляє процес появи різниці потенціалів разом з’єднання двох різних матеріалів внаслідок нагрівання зазначеної області. Даний ефект був отриманий Зеєбеком в 1822 році. Саме тоді він провів досвід нагрівання контакту з двох матеріалів, використовуючи для цього вісмут і сурму. Для фіксування одержуваних змін був використаний гальванометр. Притримуючи стик з’єднаних матеріалів, він побачив, що […]...
- Електричне поле і його властивості Заряджені тіла взаємодіють один з одним. Це підтверджують численні досліди, а закон Кулона дозволяє визначити силу взаємодії нерухомих електричних зарядів. Однак причини подібної взаємодії, його механізм законом не розкриваються. Трохи більше ніж через півстоліття після відкриття закону Кулона, завдяки роботам Фарадея і Максвелла, було встановлено, що електричний заряд створює в навколишньому просторі електричне поле, яке […]...
- Механічні коливання Коливання – це повторювані в часі зміни стану системи. Поняття коливань охоплює дуже широке коло явищ. Коливання механічних систем, або механічні коливання – це механічний рух тіла або системи тіл, яке володіє повторюваністю в часі і відбувається в околиці положення рівноваги. Положенням рівноваги називається таке положення системи, в якому вона може залишатися як завгодно довго […]...
- Ефект Вавілова-Черенкова Розглянемо рух зарядженої частинки, наприклад, електрона в деякому середовищі вздовж прямої лінії з постійною швидкістю, що перевищує фазову швидкість світла в цьому середовищі. Своїм полем частинка збуджує коливання електронних оболонок атомів або молекул середовища і вони стають центрами випромінювання електромагнітних хвиль. При рівномірному русі частинки це випромінювання може вважатися когерентним. Тоді електромагнітні хвилі, що випромінюються […]...
- У чому відмінність між електрометром і електроскопом? Видаливши металевий корпус електрометрії або замінивши його скляним ковпаком, ми отримаємо простий електроскоп (§ 1). При цьому лінії електричного поля, які виходять від зарядів, будуть, проходячи через скло, закінчуватися на навколишніх предметах, і роль корпусу гратимуть стіни і стелю кімнати, тіло експериментатора і т. П. (Мал. 47). У цьому випадку розташування еквіпотенціальних поверхонь навколо листків, […]...
- Антропогенний парниковий ефект Парниковий ефект виникає в результаті впливу людської діяльності на навколишні екосистеми. Природний температурний баланс на планеті порушується, більше тепла затримується під впливом оболонки з парникових газів, це призводить до підвищення температури на поверхні Землі і океанічних вод. Головною причиною, яка призводить до виникнення парникового ефекту, є емісія шкідливих речовин в атмосферу в результаті роботи промислових […]...
- Індуктивний ефект Якщо вплив заступника передається за участю s-зв’язків, то відбувається поступова зміна електронного стану зв’язків. Така поляризація називається індуктивним ефектом (I), зображується стрілкою в напрямку зсуву електронної щільності: СН3-СН2 → Cl, HO ← СН2-СН2 → Cl, СН3-СН2 → COOH, СН3-СН2 → NO2 і т. д. Індуктивний ефект обумовлений прагненням атома або групи атомів подавати або відтягувати […]...
- Види самостійного розряду та їх технічне використання Залежно від тиску газу, напруги, прикладеної до електродів, форми і характеру розташування електродів розрізняють такі типи самостійного розряду: Тліючий; Коронний; Дуговий; Іскровий. Тліючий розряд спостерігається при знижених тисках газу (близько 0,1 мм рт. ст.). Якщо до електродів, впаяним в скляну трубку, прикласти постійну напругу в декілька сотень вольт і потім поступово відкачувати повітря з трубки, […]...
- Способи деформування тіл Механічний вплив на тіло змінює взаємне розташування його частинок. Деформація – зміна взаємного розташування частинок тіла, що призводить до зміни його форми і розмірів. При дії на тіло зовнішньої деформуючий сили відстань між частинками змінюється. Це призводить до виникнення внутрішніх сил, що прагнуть повернути атоми (іони) в початкове положення. Мірою цих сил є механічне напруження. […]...
- Перетворення енергії і використання машин Ось уже близько двохсот років пройшло з тих пір, як почалося широке використання людиною всіляких машин. Ці машини приводяться в рух двигунами, які в свою чергу отримують енергію від того чи іншого джерела. З механічної точки зору використання машин зводиться до того, що з їх допомогою якісь сили здійснюють роботу. Але зробити роботу – значить […]...
- Виявлення магнітного поля за його дії на електричний струм Ми знаємо, що магніти діють на провідники, притягаючи або відштовхуючи їх. Якщо магніт піднести до цвяху, то цвях притягнеться до магніту. У разі, коли ми маємо не просто провідник, а провідник з струмом, то на нього стороннє магнітне поле теж буде діяти, змушуючи рухатися. Експерименти по виявленню магнітного поля Це встановили в результаті неодноразових експериментів, […]...
- Сили пружності Зміни форми і розмірів тіла називають деформаціями. Деформація – результат руху частин тіла відносно один одного. Деформації можуть бути викликані дією на тіло зовнішніх сил. Розрізняють деформації розтягування (стиснення), вигину, зсуву, кручення. Деформації, повністю зникають після припинення дії на тіло сил, називають пружними, а деформації, що зберігаються і після того, як зовнішні сили перестали діяти […]...
- Сфера використання надпровідних магнітів Зазвичай надпровідні магніти застосовуються в дослідницьких цілях для вивчення електричних і оптичних властивостей різних речовин. Сучасні експерименти з дослідження плазми, а також елементарних частинок, проводяться в умовах поля створеного такими магнітами. Крім лабораторного застосування, магніти меншої потужності використовуються в радіолокації. У перспективі можна відзначити, що цілком можливо і використання подібних пристроїв в якості індуктивного накопичувача […]...
- “МАТІНКА КУРАЖ ТА ЇЇ ДІТИ” – ДРАМА-ПЕРЕСТОРОГА НАПЕРЕДОДНІ ДРУГОЇ СВІТОВОЇ ВІЙНИ. ІСТОРИКО-ЛІТЕРАТУРНІ ДЖЕРЕЛА ТА СУЧАСНИЙ ПОЛІТИЧНИЙ ПІДТЕКСТ ТВОРУ, ЙОГО АНТИВОЄННИЙ ПАФОС Й АЛЕГОРИЧНИЙ СЕНС. “ЕФЕКТ ОЧУЖЕННЯ” ТА ІНШІ ОЗНАКИ “ЕПІЧНОГО ТЕАТРУ” У ТВОРІ – ІЗ ЛІТЕРАТУРИ другої ПОЛОВИНИ ХХ ст. ПРОЗА ТА ДРАМАТУРГІЯ 1920-1940-х рр Мета (формувати компетентності): предметні (навички дослідницько-аналітичної роботи з текстом та виокремлення головного у тексті; культуру зв’язного усного мовлення; мислення); ключові (уміння вчитися: критичне мислення та вміння розуміти систему образів для розкриття ідейного задуму твору; комунікативні: уміння сприймати чужу точку зору; інформаційні: розуміння філософсько-етичної проблематики твору; уміння визначати роль деталі в тексті; навички роботи з книгою; […]...
- Ефект послідовності Вплив ефекту послідовності проявляється в тому, що люди можуть різним чином реагувати на одні й ті ж умови, якщо міняти послідовність виконання завдань. Якщо, наприклад, в ході якого-небудь експерименту, дослідник змінює порядок його складових, то і адаптація випробуваного до цього експерименту буде проходити гірше або краще. З цієї причини в психології вченими прийнято проводити багато […]...
- “Ефект метелика” і принцип доміно Наскільки все в світі залежить від випадку і чи є закономірності, знаючи які, можна прорахувати розвиток подій? Відповіді на ці питання намагаються знайти дві суміжні теорії: “ефект метелика” і принцип доміно. Метелик і диктатор “Ефект метелика” полягає в наступному: в деяких випадках навіть дуже незначний вплив на систему може викликати абсолютно непередбачувані наслідки. При чому […]...
- Енергія заряджених тіл. Енергія електричного поля Для того щоб зарядити конденсатор, т. є. Створити деяку різницю потенціалів між двома тілами – обкладинками конденсатора, потрібно затратити деяку роботу. Це пов’язано з тим, що процес зарядки тіла, як ми говорили в § 5, означає завжди розділення зарядів, т. Е. Створення на одному тілі надлишку зарядів одного знака, а на іншому тілі – іншого […]...
- Використання адіабатного процесу в теоретичних циклах теплових машин Насправді на сьогоднішній день більше 90% електроенергії виробляється тільки на теплових електростанціях. У них в якості робочого тіла застосовується водяна пара, який можливо отримують при кипінні води в адіабатні процесі. За аналогією з застарілими поршневими автомобілями працюють і турбінні. Але в них адіабатичний процес відведення теплової енергії по завершенні поступового розширення газу виконується виключно за […]...
- Магнітний гістерезис Якщо попередньо розмагнічений зразок феромагнітного матеріалу піддати намагничиванию до стану технічного насичення, то зі збільшенням напруженості магнітного поля Н магнітна індукція зразка У змінюватиметься відповідно до кривої ЗАБ (рисунок 2.2). Гранична петля магнітного гистерезиса Малюнок 2.2 – Гранична петля магнітного гистерезиса У точці А при H = Hs магнітна індукція зразка досягне індукції насичення Bs. […]...
- Титан і сплави на його основі Титан – метал сріблясто-білого кольору з блакитним відливом. Титан має невисоку щільність 4,507 г / см3, температура плавлення 1 660 ° С. Титан має високу механічну міцність і високу корозійну і хімічну стійкість – на поверхні титану утворюється стійка оксидна плівка, завдяки чому титан володіє високою опірності корозії в деяких кислотах, в морській і прісній […]...