Реферат: Пьезоэлектрики и их свойства

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙУНИВЕРСИТЕТ

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

<span Courier New"; mso-bidi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US">

Курсовая работа

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»"> 

Тема: Пьезоэлектрики и их свойства

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">                           

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Выполнил:_____________

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">Проверил:_____________

<span Courier New";mso-bidi-font-family:«Times New Roman»">

Москва 1999г.

Содержание.

 TOC o «1-3» 1. пьезоэлектрическийэффект.… 2

2. обратный пьезоэлектрический эффект.… 12

3. диэлектрики.… 19

4. список литературы.… 22

1. Пьезоэлектрический эффект.

В некоторыхкристаллах поляризация может возникнуть и без внешнего поля, если кристаллподвергается механическим деформациям. Это явление, открытое в 1880 г. Пьером иЖаком Кюри, получило название пьезоэлектри­ческого эффекта.

Чтобыобнаружить пьезоэлектрические заряды, на грани крис­таллической пластинкинакладывают металлические обкладки. При разомкнутых обкладках между ними придеформации появ­ляется разность потенциалов. При замкнутых обкладках на нихобразуются индуцированные заряды, равные по величине поляризационнымзарядам, но противоположные им по знаку, и в цепи,соединяющей обкладки, в процессе деформации возникает ток. Рассмотрим основныеособенности пьезоэлектрического эффекта на примере кварца. Кристаллы кварца SiO2существуютв различ­ных кристаллографических модификациях. Интересующие нас кристаллы (a-кварц) принадлежат к так называемой тригональнойкристаллографической системе и обычно имеют форму, показанную на рис. 1.Они напоминают ше­стигранную призму, ограниченнуюдвумя пирамидами, однако имеют еще ряд дополнительных граней. Такиекристаллы  характеризу­ются четырьмякристаллическими осями, определяющими важные направления внутри кристалла.

Одна изэтих осей — Zсоединяетвершины пирамид. Три другие X1, Х2, Х3перпендикулярны к оси Z и соединяют противолежащие ребра шестигранной призмы.Направление, определяемое осью Z,пьезоэлектрически неактивно: при сжатии или растяжении по этому направлениюникакой поляризации не происходит. Напро­тив, при сжатии или растяжении в любомнаправлении, перпен­дикулярном к оси Z, возникаетэлектрическая поляризация. Ось Zназываетсяоптической осью кристалла, а оси X1, Х2, Х3 -электри­ческимиили пьезоэлектрическими осями.

Рассмотримпластинку кварца, вырезанную перпендикулярно к одной из пьезоэлектрических осейX. Ось, перпендикулярную к Z и X, обозначим через Y (рис. 2). Тогда оказывается, что при растяжении пластинкивдоль оси Х на перпендикулярных к ней гранях АВСDи ЕFGНпоявляются разноименные поляризацион­ные заряды. Такой пьезоэлектрическийэффект называется продольным. Если изменить знак деформации, т. е. перейти отрастяжения к сжатию, то и знаки поляризационных зарядов изменятся на об­ратные

. <img src="/cache/referats/2359/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">

Рис. 1. Кристалл кварца.

Возникновениеполяризационных зарядов определенных знаков при данном типе деформации(растяжение или соответственно сжатие) показывает, что концы осей Хнеравноправны, и осям Х можно приписать определенные направления (что отмеченона рис. 1стрелками).Это значит, что при данной деформации знак заря­дазависит от того, направлена ли ось Х по внешней нормали к грани или по вну­тренней.Такие оси с неравноправными концами получили название полярных осей.В отличие от полярных осей Х1, Х2, Х3, концы оси Zсовершенноравноправны и она является неполярной осью.

<img src="/cache/referats/2359/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">

Рис. 2. Кварцевая пластинка, вырезанная перпендикулярнок пьезоэлектрической оси.

Неравноправностьконцов полярной оси проявляется, конечно, не только в пьезоэлектрическомэффекте, но и в других явлениях. Так, например, скорость химического травленияграней, расположенных у разных концов полярной оси, оказывается различной иполучающиеся при этом фигуры травления отличаются друг от друга.

Наряду спродольным пьезоэлектрическим эффектом существует также поперечныйпьезоэлектрический эффект. Он заключается в том, что при сжатии или растяжениивдоль оси Y возникает поля­ризация вдоль оси Х и на тех же гранях АВСDи ЕFGН появляются поляризационные заряды. При этом оказывается,что знаки зарядов на каждой грани при сжатии вдоль Y(в поперечном эффекте) та­кие же, как при растяжении вдоль Х(в продольном эффекте).

Пьезоэлектрическийэффект объясняется следующим образомВ ионныхкристаллах вследствие несовпадения центров положительных и отрицательных ионовимеется электрический момент и в отсутствие внешнего электри­ческого поля.Однако эта поляризация обычно не проявляется, так как она компенсируетсязарядами на поверхности. При де­формациикристалла положительные и отрицательные ионы ре­шетки смещаются друготносительно друга, и поэтому, вообще говоря, изменяется электрический моменткристалла. Это измене­ние электрического момента и проявляется впьезоэлектрическом эффекте.

Рис. 3качественно поясняет возникновениепьезоэлектрического эффекта в кварце. Здесь схематически показаны проекцииположи­тельных ионов Si(заштрихованные кружки) и отрицательных ионов О (светлыекружки) в плоскости, перпендикулярной к оптической оси Z. Этот рисунок не соответствует фактической конфигурацииионов в элементарной ячейке кварца, в которой ионы не лежат в одной плоскости,а их число больше показанного. Он, однако, правильно передает симметриювзаимного расположения ионов, что уже достаточно для качественного объяснения.

Рис. 3, а)соответствует недеформированному кристаллу. На грани A, пер­пендикулярной к оси X1, имеются выступающие положительные заряды, а на параллельнойей грани В -выступающие отрицатель­ные заряды. При сжатии вдоль оси X1(рис. 3, б)элементарнаяячейка деформируется. При этомположительный ион 1 и отрица­тельный ион 2 «вдавливаются» внутрь ячейки, отчеговыступающие заряды (положительный на плоскости А и отрицательный на плос­костиВ)уменьшаются, что эквивалентно появлениюотрицатель­ного заряда на плоскости А и положительного заряда на плос­кости В.При растяжении вдоль оси X1имеетместо обратное (рис. 3, в): ионы1 и 2 «выталкиваются» из ячейки. Поэтому на грани А возникает дополнительныйположительный заряд, а на грани В -отрицательный заряд.

<img src="/cache/referats/2359/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">

                     а)                                    б)

<img src="/cache/referats/2359/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">

в)

Рис. 3. К объяснению пьезоэлектрического эффекта.

Расчеты втеории твердого тела в согласии с опытом показывают, что пьезоэлектрическийэффект может существовать только в таких кристаллах, в которых элементарнаяячейка не имеет центра сим­метрии. Так, например, элементарная ячейкакристаллов CsCl(рис. 4) имеет центр симметрии и эти кристаллы необнаруживают пьезоэлектрических свойств. Расположение же ионов в ячейке кварцатаково, что в нем центр симметрии отсутствует, и поэтому в нем возможенпьезоэлектрический эффект.

<img src="/cache/referats/2359/image010.jpg" v:shapes="_x0000_s1033">

Рис. 4. Элементарная ячейка кристалла хлористого цезияCsCl.

Величинавектора поляризации Р (и пропорциональная ей поверхностная плотностьпьезоэлектрических зарядов о') в определенном интервале измененийпропорциональна величине механических деформаций. Обозначим через и дефор­мациюодностороннего растяжения вдоль оси X:

<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">u=

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">D<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">d<span Times New Roman",«serif»">/<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">d<span Times New Roman",«serif»">,<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">                                               (1)

где d-толщина пластинки, а <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">D

d— ееизменение при деформации. Тогда, напри­мер, для продольного эффекта имеем

P=Px=<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

u                                             (2)

Величина <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">b

называетсяпьезоэлектрическим модулем. Знак <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">bможет бытькак поло­жительным, так и отрицательным. Так как и безразмерная величина, то <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">bизме­ряетсяв тех же единицах, что и Р, т.е. в Кл/м2.Величина поверхностной плотно­сти пьезоэлектрических зарядов на гранях,перпендикулярных к оси X, равна <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol; mso-symbol-font-family:Symbol">s'=Рх

Вследствиевозникновения пьезоэлектрической поляризации при деформации изменяется иэлектрическое смещение Dвнутрикристалла. В этом случае в общем определении смещения под Р нужно пониматьсумму Рe+Pu,где Peoбусловленоэлектрическим полем, а Рu— деформацией. В общем случаенаправле­ния Е, Pe и Рuне совпадают и выражение для Dполучается сложным. Однако для некоторых направлений,совпадающих с осями высокой симметрии, направления указанных векторовоказываются одинаковыми. Тогда для величины смещения можно написать

D=<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">e

0<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">eE+<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">bu,                                       (3)

где Е -напряженность электрического поля внутри кристалла, а<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e

-диэлектри­ческая проницаемость при постояннойдеформации. Соотношение справед­ливо, например, при деформации одностороннегорастяжения (сжатия) вдоль одной из электрических осей X. Оно является одним издвух основных соотноше­ний в теории пьезоэлектричества (второе соотношениеприведено).

Пьезоэлектрическийэффект возникает не только при деформации одностороннего растяжения, но и придеформациях сдвига.

Пьезоэлектрическиесвойства наблюдаются, кроме кварца, у большого числа других кристаллов. Гораздосильнее, чем у квар­ца, они выражены у сегнетовой соли. Сильнымипьезоэлектриками являются кристаллы соединений элементов 2-й и 6-й групппериоди­ческой системы (СdS, ZnS), а также многих других химических соединений.

2. Обратныйпьезоэлектрический эффект

Наряду спьезоэлектрическим эффектом существует и обратное ему явление: впьезоэлектрических кристаллах возникновение по­ляризации сопровождаетсямеханическими деформациями. Поэтому, если на металли­ческие обкладки,укрепленные на кри­сталле, подать электрическое напряжение, то кристалл поддействием поля поляри­зуется и деформируется.

Легковидеть, что необходимость су­ществования обратного пьезоэффекта сле­дует иззакона сохранения энергии и факта существования прямого эффекта. Рассмотримпьезоэлектрическую пластин­ку (рис. 5) и предположим, что мы сжима­ем еевнешними силами F. Если быпьезо­эффекта не было, то работа внешних сил равнялась бы потенциальной энергииупруго деформированной пластинки. При наличии пьезоэффекта на пластинкепоявляются заряды и возникает электрическое поле, которое заключает в себедополнительную энергию. По закону сохранения энергии отсюда следует, что присжатии пьезоэлектрической пластинки совершается большая работа, а значит, в нейвозникают дополнительные силы F1,противодействующие сжатию. Это и есть силы обратного пьезоэффекта. Изприведенных рассуждений вытекает связь между знаками обоих эффектов. Если вобоих случаях знаки зарядов на гранях одинаковы, то знаки деформаций различны. Еслипри сжатии пла­стинки на гранях появляются заряды, указанные на рис. 5, то при создании такой же поляризации внешним полемпластинка будет растягиваться.

<img src="/cache/referats/2359/image012.jpg" v:shapes="_x0000_s1032">

Рис .5. Связь прямого и обратного пьезоэлектрическихэффектов.

Обратныйпьезоэлектрический эффект имеет внешнее сходство с электрострикцией. Однако обаэти явления различны. Пьезоэффект зависит от направления поля и при изменениинаправ­ления последнего на противоположное изменяет знак. Электрострикцияже не зависит от направления поля. Пьезоэффект наблю­дается только в некоторыхкристаллах, не обладающих центром симметрии. Электрострикцияимеет место во всех диэлектриках как твердых, так и жидких.

Еслипластинка закреплена и деформироваться не может, то при создании электрическогополя в ней появится дополнительное механическое напряжение Его величина sпропорциональна напряженности электрического полявнутри кристалла:

s=-<span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type: symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

Е                                                  (4)

где <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

-тот же пьезоэлектрический модуль, что и в случае прямогопьезоэффекта. Минус в этой формуле отражает указанное выше соотношение знаковпрямого и обратного пьезоэффектов.

Полноемеханическое напряжение внутри кристалла складывается из напря­жения,вызванного деформацией, и напряжения, возникшего под влиянием элек­трическогополя. Оно равно

<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">s

<span Times New Roman",«serif»">=<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">Cu-<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">E                                             (5)<span Times New Roman",«serif»">

Здесь Сесть модуль упругости при деформации одностороннего растяжения (мо­дуль Юнга)при постоянном электрическом поле. Формулы (51.2) и (52.2) являют­ся основнымисоотношениями в теории пьезоэлектричества.

Принаписании формул мы выбирали uи Е вкачестве незави­симых переменных и считали Dи sихфункциями. Это, конечно, необязательно, и мы могли бы считать независимымипеременными другую пару величин, одна из которых — механическая, а другая —электрическая. Тогда мы получили бы тоже два линейных соотношения между u, s, Е и D, но с другими коэффициентами. В за­висимости от типарассматриваемых задач удобны различные формы записи основ­ныхпьезоэлектрических соотношений.

Так как всепьезоэлектрические кристаллы анизотропны, топостоянные <span Times New Roman"; mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">e

, С и <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">bзависят от ориентацииграней пластинки относительно осей кристалла. Кроме того, они зависят от того,закреплены боковые грани пластинки или свободны (за­висят от граничных условийпри деформации). Чтобы дать представление о поряд­ке величины этих постоянныхмы приведем их значения для кварца в случае, ког­да пластинка вырезана перпендикулярнооси Х и ее боковые грани свободны:

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e

=4,5; С=7,8 1010Н/м2;<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b=0,18 Кл/м2.

Рассмотримтеперь пример применения основных соотношений (4) и (5) Положим,что кварцевая пластинка, вырезанная, как указано выше, растягивает­ся вдоль осиX, причем обкладки, касающиеся граней, разомкнуты. Так как заряд обкладок додеформации был равен нулю, а кварц является диэлектриком, то и после деформацииобкладки будут незаряженными. Согласно определению элек­трического смещения этозначит, что D=0. Тогдаиз соотношения (4)следует,что при деформации внутри пластинки появится электрическое поле c напряженностью        

E=-(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e)u                                (6)

Подставляяэто выражение в формулу (5), находимдля

механическогона­пряжения в пластинке

s=Cu-<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

(-(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e)u)=C(1+(<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b2/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">eC))u               (7)

Напряжение,как и в отсутствие пьезоэлектрического эффекта, пропорционально деформации.Однако упругие свойства пластинки теперьхарактеризуются эффек­тивным модулем упругости

С' == С (1 + <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">b

2/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">e0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">eС).                        (8)

которыйбольше С. Увеличение упругой жесткости вызвано появлением добавоч­ногонапряжения при обратном пьезоэффекте, препятствующего деформации. Влияниепьезоэлектрических свойств кристалла на его механические свойствахарактеризуется величиной

<span Times New Roman",«serif»">                             К2=

<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">b<span Times New Roman",«serif»">2<span Times New Roman",«serif»; mso-ansi-language:EN-US">/<span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language: EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">0<span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">e<span Times New Roman",«serif»;mso-ansi-language:EN-US">C<span Times New Roman",«serif»">                                   (9)

Квадратныйкорень из этой величины (К) называется константой электромехани­ческой связиПользуясь приведенными выше значениями <span Times New Roman";mso-hansi-font-family:«Times New Roman»; mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family:Symbol">e

, С и <span Times New Roman";mso-hansi-font-family: «Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-char-type:symbol;mso-symbol-font-family: Symbol">b, находим,что для кварца К2~0.01Для всехдругих известных пьезоэлектрических кристаллов К2 оказывает такжемалым по сравнению с единицей и не превышает 0,1.

Оценимтеперь величину пьезоэлектрического поля. Положим, что к граням кварцевойпластинки, перпендикулярным к оси X, приложено механическое на­пряжение 11055Н/м2. Тогда, согласно (7), деформация будет равна u=1,310-6.Подставляя это значение в формулу (6), получаем|E|==5900 В/м=59 В/см. При толщине пластинки, скажем, d==0,5 см напряжение между обкладками будет равно U=Еd~30 В.Мы видим, что пьезоэлектрические поля и напряжениямогут быть весьма значительными.Применяявместо кварца более сильные пьезоэлектрики и используя должным образомвыбранные типы деформации, можно полу­чать пьезоэлектрические напряжения,измеряемые многими тысячами вольт.

Пьезоэлектрическийэффект (прямой и обратный) широко при­меняется для устройства различныхэлектромеханических преоб­разователей. Для этого иногда используют составныепьезоэлементы, предназначенные для осуществления деформаций разного типа.

На рис.6показан двойной пьезоэлемент (составленный из двухпластинок), работающий на сжатие. Пластинки вырезаны из крис­талла такимобразом, что они одновременно либо сжимаются, либо растягиваются. Если,наоборот, сжимать или растягивать такой пьезоэлемент внешними силами, то междуего обкладками появ­ляется напряжение. Соединение пластинок в этом пьезоэлементе соответствует параллельному соединениюконденсаторов.

<img src="/cache/referats/2359/image014.gif" v:shapes="_x0000_i1029">

Рис. 6. Двойной пьезоэлемент, работающий на сжатие.

3. Диэлектрики

На рис. 7показан пьезоэлементработающийна изгиб. При появ­лении напряжения на обкладках одна из пластинок сжимается впопе­речном направлении и удлиняется в продольном, а другая — растяги­вается иукорачивается, отчего и возникает деформация изги­ба. Если изгибать такой пьезо­элементвнешними силами, то между его обкладками возни­кает электрическое напряже­ние.Соединение пластинок в этом случае соответствует по­следовательному соединениюконденсаторов. Очевидно, что такой пьезоэлемент не отвеча­ет на сжатия ирастяжения: в этом случае в каждой из пла­стинок возникает электрическое поле,но поля направлены противо­положно, и поэтому напряжение между обкладками равнонулю. Электромеханические преобразователи находят многочисленные применения вразнообразной электроакустической и измерительной аппаратуре. Укажем напьезоэлектрические микрофон и телефон, пьезоэлектрический адаптер (в электрическихпроигрывателях пате­фонных пластинок), манометры, измерители, вибраций и др.Осо­бенно важные применения имеют пьезоэлектрические колебания кварца. Еслипоместить кварцевую пластинку между пластинами конденсатора и создать междупластинами переменное напряжение, то при частоте электрических колебаний,совпадающей с одной из собственных механических частот пластинки, наступаетмехани­ческий резонанс и в пластинке возникают очень сильные механиче­скиеколебания. Такая кварцевая пластинка является мощным излучателем волнсверхзвуковой частоты (кварцевые излучатели), используемых в технике, биологиии медицине, а также в многочис­ленных физических и физико-химическихисследованиях. Пьезо­электрические колебания применяются также для стабилизациичастоты генераторов электрических колебаний в радиотехнике и в другихтехнических устройствах.

<img src="/cache/referats/2359/image016.gif" v:shapes="_x0000_i1030">

Рис .7.  Двойной пьезоэлемент, тающий на изгиб.4.<span Times New Roman"">    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1) <span Times New Roman""> 

“Электричество” С.Г. Калашников, Москва, 1977г.

2) <span Times New Roman""> 

“Электротехнические материалы” Ю.В. Корицкий, Москва, 1968г.

3) <span Times New Roman""> 

“Радиопередающие устройства” Г.А. Зейтленка, Мо­сква, 1969г.
еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике