- Effet piézoélectrique:
- Effet piézoélectrique inverse:
- Transducteur piézoélectrique:
- Conversion de la force en électricité à l'aide d'un transducteur piézoélectrique:
- Schéma du circuit du transducteur piézoélectrique:
- Travail:
Certains cristaux comme le titanate de baryum, le quartz, le tantalite de lithium, etc. ont la propriété de produire de l'électricité en appliquant une force ou une pression sur eux sous un arrangement spécifique. En outre, ils peuvent fonctionner en sens inverse en transformant le signal électrique appliqué à travers eux en vibrations. Par conséquent, ils sont utilisés comme transducteurs dans de nombreuses applications. Ils sont appelés matériaux piézoélectriques. Par conséquent, un transducteur piézoélectrique produit une tension lors de l'application d'une force sur eux et vice versa. Tout d'abord, regardons certaines des applications du transducteur piézoélectrique suivies de la définition.
Effet piézoélectrique:
1. Analyseur de contraintes mécaniques:
L'application principale est l'analyseur de contraintes pour les colonnes dans le bâtiment où la tension proportionnelle produite par la contrainte sur le cristal est mesurée et la contrainte correspondante peut être calculée.
2. Briquets:
Le briquet à gaz et l'allume-cigare respectent également la même règle d'effet piézoélectrique qui produit une impulsion électrique sur la force produite par un impact soudain de la détente sur le matériau à l'intérieur.
L'effet piézoélectrique est défini comme le changement de polarisation électrique qui se produit dans certains matériaux lorsqu'ils sont soumis à des contraintes mécaniques.
Effet piézoélectrique inverse:
1. montre à quartz:
À l'intérieur de notre montre, il y a un résonateur à quartz qui fonctionne comme un oscillateur. L'élément est le dioxyde de silicium. Le signal électrique appliqué à travers le cristal le fait vibrer périodiquement, ce qui régule à son tour les engrenages à l'intérieur de notre montre.
2. Buzzers piézo:
Les buzzers sont largement utilisés dans de nombreuses applications comme l'indicateur de marche arrière de voiture, les ordinateurs, etc. Dans ce cas, lors de l'application d'une tension à une certaine amplitude et fréquence à travers le cristal mentionné ci-dessus, ils ont tendance à vibrer. La vibration peut être détournée dans un espace logé avec une petite ouverture qui en fait un son audible.
L'effet piézoélectrique inverse est défini comme la déformation ou la déformation produite dans certains matériaux lorsqu'ils sont soumis à un champ électrique.
Transducteur piézoélectrique:
Ci-dessus se trouve un transducteur piézoélectrique à trois bornes bon marché utilisé dans le buzzer piézoélectrique 12V qui produit du son avec la disposition de circuit ci-dessous. Où le boîtier noir devient la structure pour créer un son audible.
Conversion de la force en électricité à l'aide d'un transducteur piézoélectrique:
Essayons d'expérimenter l'effet piézoélectrique en convertissant une force en petit signal de tension à l'aide du disque transducteur piézoélectrique. Alors essayons de stocker l'énergie produite par la force ou la pression.
Souder les bornes:
La soudure du fil au transducteur piézoélectrique est la partie principale de leur utilisation. Veillez à ne pas surchauffer la surface car elle fond même à basse température pendant quelques secondes. Par conséquent, essayez de faire fondre le plomb dans le fer à souder et déposez la soudure fondue sur la surface. Pour cette opération, les bornes positives et négatives suffiront et seront visibles sur l'image ci-dessus.
Opération:
Le transducteur piézoélectrique produit une sortie discontinue ou alternée en appliquant une force de tapotement répétée dessus. Par conséquent, il doit être rectifié pour le rendre stockable ou utilisable DC. Par conséquent, pour une efficacité de redressement supérieure de 80% ou plus, nous allons utiliser un redresseur pleine onde. Soit nous pouvons utiliser une combinaison de quatre diodes en configuration de pont, soit un boîtier avec une diode de pont intégrée comme RB156. Voici la référence pour construire un redresseur Full Wave avec filtre.
Par conséquent, le même concept est appliqué ici où la sortie alternative du transducteur piézoélectrique est convertie en courant continu et stockée à l'intérieur du condensateur de sortie. L' énergie stockée est ensuite dissipée grâce à une LED à sortie contrôlée. Par conséquent, la dissipation de l'énergie stockée sera visible.
Schéma du circuit du transducteur piézoélectrique:
Ce qui suit est le diagramme schématique du circuit du transducteur piézoélectrique où l'énergie stockée dans le condensateur ne sera dissipée que lorsque l'interrupteur tactile est fermé.
Le condensateur utilisé dans la sortie peut être encore augmenté pour augmenter la capacité de stockage, mais le nombre de transducteurs piézoélectriques doit également être augmenté. Par conséquent, ici, il est 47uF.
Travail:
Comme expliqué dans la simulation ci-dessus, les connexions sont effectuées dans le Breadboard. Mais, la raison de l'utilisation de deux transducteurs piézoélectriques est d'augmenter la quantité d'énergie produite dans un court intervalle de temps. Au départ, nous donnons un tapotement continu sur les transducteurs.
Une fois que le niveau de tension requis est atteint, nous appuyons sur l'interrupteur tactile et la LED s'allume pendant un moment.
La raison pour laquelle la LED clignote comme ci-dessous est que le condensateur 47uF utilisé ne peut stocker que cette quantité d'énergie pour faire clignoter la LED pendant quelques secondes. La quantité d'énergie produite et stockée peut être augmentée en augmentant le nombre de transducteurs et la valeur du condensateur. La vidéo ci-dessous montre le processus ci-dessus par étapes.