מעגל מתמר פיזואלקטרי ויישומיו

גבישים מסוימים כמו בריום טיטנאט, קוורץ, טנטליט ליתיום וכו 'הם בעלי התכונה לייצר חשמל על הפעלת כוח או לחץ עליהם תחת הסדר ספציפי. כמו כן, הם יכולים לעבוד הפוך על ידי הפיכת האות החשמלי המופעל עליהם לרטט. לפיכך, הם משמשים כמתמרים ביישומים רבים. הם נקראים כחומרים פיזואלקטריים. לפיכך, מתמר פיזואלקטרי מייצר מתח בעת הפעלת כוח עליהם ולהיפך. ראשית, נסתכל על כמה מהיישומים של מתמר פיזואלקטרי ואחריו ההגדרה.

אפקט פיזואלקטרי:

1. מנתח לחץ מכני:

היישום העיקרי הוא מנתח מתח עבור עמודים בבניין, שם נמדד המתח הפרופורציוני במתח על גבי גביש וניתן לחשב את המתח המתאים.

2. מצתים:

מצית מבער גז ומצת סיגריות מקיימים גם את אותו הכלל של אפקט פיזואלקטרי המייצר דופק חשמלי על הכוח המיוצר על ידי פגיעה פתאומית של הדק על החומר בתוכם.

אפקט חשמלי של פיזו מוגדר כשינוי הקיטוב החשמלי המיוצר בחומרים מסוימים כאשר הוא נתון למתחים מכניים.

אפקט פיזואלקטרי הפוך:

1. שעון קוורץ:

בתוך השעון שלנו, יש מהוד קוורץ שעובד כמתנד. היסוד הוא דו תחמוצת הסיליקון. האות החשמלי המופעל על גבי הקריסטל גורם לו לרטוט מעת לעת, אשר בתורו מווסת את ההילוכים בתוך השעון שלנו.

2. זמזומי פייזו:

זמזמים נמצאים בשימוש נרחב ביישומים רבים כמו מחוון לאחור לרכב, מחשבים וכו '. במקרה זה, על הפעלת מתח בעוצמה ותדירות מסוימים על פני הגביש הנ"ל הם נוטים לרטוט. ניתן להעביר את הרטט לחלל ביתי עם פתח קטן שהופך אותו לצליל נשמע.

אפקט חשמלי של פיזו הפוך מוגדר כמתח או דפורמציה המיוצרים בחומרים מסוימים כאשר הם נתונים לשדה חשמלי.

מתמר פיזואלקטרי:

מעל מתמר פיזואלקטרי זול בעל שלושה מסופים המשמש בבייזר Piezo 12V המפיק צליל עם הסדר המעגל שלהלן. איפה שהבית שחור הופך למבנה ליצירת צליל נשמע.

המרת כוח לחשמל באמצעות מתמר פיזואלקטרי:

בואו ננסה להתנסות באפקט הפיזואלקטרי על ידי המרת כוח לאות מתח קטן באמצעות דיסק המתמר הפיזואלקטרי. אז ננסה לאחסן את האנרגיה המופקת באמצעות הכוח או הלחץ.

הלחמת המסופים:

הלחמת החוט למתמר הפיזואלקטרי היא החלק העיקרי בשימוש בהם. היזהר שלא לחמם את פני השטח מכיוון שהוא נמס גם בטמפרטורה נמוכה למשך מספר שניות. לפיכך נסה להמיס את העופרת בהלחמה ולהפיל את הלחמה המותכת על פני השטח. עבור פעולה זו, מסופים חיוביים ושליליים יספיקו וניתן לראותם בתמונה לעיל.

מבצע:

המתמר הפיזואלקטרי מייצר פלט לא רציף או מתחלף על הפעלת כוח הקשה חוזר עליו. לפיכך יש לתקן זאת כדי להפוך אותו לאחסון או לשימוש שמיש. לפיכך, ליעילות מיישרת גבוהה יותר של 80% ומעלה, אנו משתמשים במיישר גל מלא. או שנוכל להשתמש בשילוב של ארבע דיודות בתצורת גשר או בחבילה עם דיודת גשר מובנית כמו RB156. הנה ההפניה לבניית מיישר גל מלא עם פילטר.

מכאן שאותו מושג מוחל כאן כאשר הפלט המתחלף מהמתמר הפיזואלקטרי מומר ל- DC ומאוחסן בתוך קבל הפלט. האנרגיה האצורה אז הוא התפוגג באמצעות LED עם פלט נשלט. לפיכך, פיזור האנרגיה המאוחסנת יהיה גלוי.

תרשים מעגלים מתמרים פיזואלקטריים:

להלן התרשים הסכימטי של מעגל המתמר הפיזואלקטרי בו האנרגיה המאוחסנת בקבל תתפזר רק כאשר מתג המישוש סגור.

ניתן להגדיל את הקבל המשמש בפלט כדי להגדיל את קיבולת האחסון אך עם זאת יש להגדיל את מספר המתמרים הפיזואלקטריים. לפיכך, כאן זה 47uF.

עובד:

כפי שהוסבר בסימולציה לעיל החיבורים נעשים בלוח הלחם. אך הסיבה לשימוש בשני מתמרים פיזואלקטריים היא הגדלת כמות האנרגיה המיוצרת בפרק זמן קצר. בתחילה אנו נותנים הקשה מתמדת על המתמרים.

לאחר שמגיעים לרמת המתח הנדרשת, אנו לוחצים על מתג המישוש והנורית זוהרת לרגע.

הסיבה להבהוב לד כמו להלן היא שקבל 47uF המשמש יכול לאחסן אנרגיה רבה כל כך כדי להבהב את הנורית למספר שניות. ניתן להגדיל את כמות האנרגיה המיוצרת ומאוחסנת על ידי הגדלת מספר המתמרים וערך הקבל. הווידאו להלן מדגים את התהליך בוצע לעיל צעדים.