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压电陶瓷的工作原理是什么,压电陶瓷的原理与应用

更新时间  2023-09-03 阅读 59

压电陶瓷是一能够将机械能和电能互相转换的功能陶瓷材料。压电陶瓷的原理是对这种陶瓷片施加压力,导致它的两端产生极性相反的一种电荷,然后通过回路而变成了电流,这种效应叫作压电效应。

压电效应是可逆流的,比如是在压电陶瓷片上多加一个交变的电场,陶瓷片就会时而变薄时而加厚,还会产生振动以及发射声波。

简单来说:给压电陶瓷施加一个力会使其产生电压,这个过程就是正压电效应;给压电陶瓷施加电压使其产生振动,这个过程就是逆压电效应。

压电陶瓷的工作原理是什么,压电陶瓷的原理与应用

压电陶瓷的工作原理是什么,压电陶瓷的原理与应用

压电陶瓷用途:

1.正压电效应:打火机、话筒、加速度传感器、声发射传感器;

利用压电陶瓷将外力转换成电能的特性,可以制造出压电点火器、移动X光电源、话筒、加速度传感器等。

利用压电效应,有了一种声-电,电-声转换的两用器件,可以当话筒用:对压电陶瓷片讲话,使它受到声波的振动而发生前后弯曲,当然人的眼睛分辨不出这种弯曲,在压电陶瓷片的两电极就会有音频电压输出。

2.逆压电效应:压电蜂鸣片、超声波清洗机、音响、超声波马达。

用压电陶瓷把电能转换成超声振动,可以用来探寻水下鱼群的位置和形状,对金属进行无损探伤,以及超声清洗、超声医疗。还可以做成各种超声切割器、焊接装置及烙铁,对塑料甚至金属进行加工。

3.压电陶瓷对外力的敏感使它甚至可以感应到十几米外飞虫拍打翅膀对空气的扰动,并将极其微弱的机械振动转换成电信号。利用压电陶瓷的这一特性,可应用于声纳系统、气象探测、遥测环境保护、家用电器等方面。

4.除此之外,压电陶瓷还能用来制作儿童玩具。用压电陶瓷元件制作的儿童玩具,比如在玩具小狗的肚子中安装压电陶瓷制作的蜂鸣器,玩具就会发出逼真有趣的声音。

如今压电陶瓷已经被科学家应用到国防建设、科学研究、工业生产以及和人民生活密切相关的许多领域中。