62617 (695114), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Откуда коэффициент преобразования электромагнитной системы:

(8)

П

1

реобразователи электростатической системы. Преобразователь электростатической системы состоит из мембраны, расположенной на небольшом расстоянии d от основания, изготовленного из проводящего материала. Между мембраной и основанием через большое сопротивление включен источник постоянного напряжения (см. рис.5).

1 - мембрана, 2 - основание, 3 - изолирующая прокладка.

Рисунок 5.

Рассмотрим работу преобразователя в двигательном режиме. Если к резистору R подвести переменное напряжение, то к мембране будет приложено напряжение U₌ + U . Сила, действующая на мембрану:

,

где d - расстояние между мембраной и основанием, S - площадь мембраны, D - электрическое смещение, E - напряженность электрического поля. Первое слагаемое - постоянная составляющая силы - создаёт прогиб мембраны. Второе слагаемое - составляющая силы, изменяющаяся пропорционально приложенному переменному напряжению - полезный результат преобразования. Третье слагаемое - составляющая силы, пропорциональная квадрату приложенного напряжения - определяет нелинейные искажения сигнала. В выражении полезной составляющей силы выразим переменное напряжение через силу тока:

,

где С - ёмкость пластин преобразователя. Из этого выражения получим:

.

Преобразователь может работать и в генераторном режиме. Колебания мембраны вызывают изменение ёмкости преобразователя и, следовательно, полного сопротивления цепи. Изменения сопротивления вызывает изменение силы тока в цепи и падения напряжения на резисторе R. Это напряжение является полезным результатом преобразования.

Пьезоэлектрические преобразователи. Пьезоэлектрический эффект был открыт в 1880 г. братьями Кюри. Суть эффекта состоит в том, что некоторые кристаллы поляризуются при деформации. При приложении силы к граням кристалла изменяются расстояния между атомами и расположение зарядов - происходит сдвиг электронной решетки относительно решетки положительных зарядов, вследствие чего на гранях кристалла появляются электрические заряды. Такой сдвиг возможен лишь при определенных видах симметрии кристаллической решетки. Поэтому пьезоэлектрический эффект проявляется не у всех веществ. Наиболее известными веществами, обладающими пьезоэлектрическим эффектом являются: кварц, сегнетова соль, дифосфат аммония, дифосфат калия, сульфат лития и т.д. Пьезоэффектом могут обладать и некоторые поликристаллические вещества. Созданы пьезокерамики на основе титаната бария, титаната бария-кальция, титаната бария-свинца и т.п.

Конструктивно преобразователи выполняют в виде пластин, трубок, биморфных элементов и т.п. Коэффициент преобразования таких элементов:

,

где П - пьезоэлектрическая постоянная кристалла (пьезомодуль), А - коэффициент, зависящий от формы и размеров кристалла (например, для прямоугольной пластины с однородной деформацией А = ).

Пьезоэлектрические преобразователи находят применение при создании миниатюрных излучателей для мобильных телефонов и т.п., а также в ультразвуковой аппаратуре.

Характеристики

Список файлов реферата