Пьезоэлектрические преобразователи. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Пьезоэлектрические преобразователи - электромеханич. или электроакустический преобразователь, действие к-рого основано на пьезоэлектрич. эффекте (см. Пьезоэлектрики). Основная часть пьезоэлектрических преобразователей состоит из отдельных или объединённых в группы, электрически и механически связанных друг с другом пьезоэле-ментов, т. е. изготовленных из пьезоэлектрика деталей простой геом. формы (стержень, пластинка, диск и т. п.) с нанесёнными на их поверхности электродами. Пьезоэлектрические преобразователи применяются в разл. областях техники (УЗ-технологии и дефектоскопии, гидролокации, радиовещании, виброметрии, акустоэлектронике)в качестве излучателей и приёмников УЗ, элементов гидроакустических антенн, микрофонов и гидрофонов ,пьезоэлектрич. трансформаторов, резонаторов, фильтров и др. Соответственно этому весьма широк диапазон рабочих частот пьезоэлектрических преобразователей - от единиц Гц в сейсмич. исследованиях до ГГц в акустоэлектронике. В зависимости от назначения и диапазона рабочих частот в пьезоэлектрических преобразователях используются разл. пьезоэлектрики. Наиб. широкое распространение в УЗ-технике и гидроакустике получили пьезоэлектрические преобразователи из пьезо-керамики, в акустоэлектронике - пьезоэлектрич. и пьезополупроводниковые монокристаллические пьезоэлектрические преобразователи. Пьезоэлектрические преобразователи - излучатели, вибраторы, пьезорезонаторы - используются в узком диапазоне частот вблизи резонанса их механич. системы, а пьезоэлектрические преобразователи - приёмники - как на резонансе, так и в широком диапазоне частот вне резонанса. В зависимости от диапазона частот, назначения и условий работы применяются пьезоэлектрические преобразователи разл. типов. В области высоких частот (> 100 кГц) преимущественно используют пьезоэлектрические преобразователи в виде оболочек и пластин, совершающих колебания по толщине, на частотах выше 10 МГц и в диапазоне ГГц - специальные пьезоэлектрические преобразователи в виде тонких пластин или плёнок из пьезо-полупроводников, при резонансных рабочих частотах 40-100 кГц - стержни, совершающие продольные колебания. В качестве излучателей и приёмников звука часто применяют пьезоэлектрические преобразователи в виде пьезокерамич. цилиндров с использованием поперечного и продольного пьезоэффекта. В области частот ниже 5-10 кГц используют пьезоэлектрические преобразователи в виде биморфных пластин, совершающих поперечные изгибные или крутильные колебания. Свойства таких пьезоэлектрических преобразователей существенно зависят от условий закрепления пластин. Пьезоэлектрические преобразователи в виде полых пьезокерамич. сфер применяются как широкополосные, ненаправленные гидрофоны. Используются также т. н. пьезокомпозиты и пьезополимеры (гл. обр. для приёмников звука).

Расчёт пьезоэлектрических преобразователей имеет целью установить связь между величинами электрическими (напряжение на электродах U, ток через преобразователь I) и механическими (приложенная к механич. системе сила F, смещение x или колебат. скорость u_m). При расчётах пьезоэлектрических преобразователей может быть замещён оптикомеханической схемой, эквивалентной ему с точки зрения расчёта соотношения между электрич. и механич. (акустич.) величинами.

Кпд пьезоэлектрического преобразователя существенно зависит от величины сопротивления нагрузки r_н, на к-рую работает излучающий преобразователь, и от величин механического r_м и электрического R сопротивлений преобразователя. Кпд пьезоэлектрического преобразователя может достигать 40-70%. Макс. мощность, к-рую может развивать пьезоэлектрический преобразователь, ограничивается величинами допустимых напряжённостей электрического поля и механических динамических напряжений в пьезоэлектрическом преобразователе, а также его разогревом.

Литература по пьезоэлектрическим преобразователям

Знаете ли Вы, что, когда некоторые исследователи, пытающиеся примирить релятивизм и эфирную физику, говорят, например, о том, что космос состоит на 70% из "физического вакуума", а на 30% - из вещества и поля, то они впадают в фундаментальное логическое противоречие. Это противоречие заключается в следующем.

Вещество и поле не есть что-то отдельное от эфира, также как и человеческое тело не есть что-то отдельное от атомов и молекул его составляющих. Оно и есть эти атомы и молекулы, собранные в определенном порядке. Также и вещество не есть что-то отдельное от элементарных частиц, а оно состоит из них как базовой материи. Также и элементарные частицы состоят из частиц эфира как базовой материи нижнего уровня. Таким образом, всё, что есть во вселенной - это есть эфир. Эфира 100%. Из него состоят элементарные частицы, а из них всё остальное. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.