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 электромагнитное и другие поля есть различные типы колебаний, деформаций и вариаций давления в эфире.

Понятие же "физического вакуума" в релятивистской квантовой теории поля подразумевает, что во-первых, он не имеет физической природы, в нем лишь виртуальные частицы у которых нет физической системы отсчета, это "фантомы", во-вторых, "физический вакуум" - это наинизшее состояние поля, "нуль-точка", что противоречит реальным фактам, так как, на самом деле, вся энергия материи содержится в эфире и нет иной энергии и иного носителя полей и вещества кроме самого эфира.

В отличие от лукавого понятия "физический вакуум", как бы совместимого с релятивизмом, понятие "эфир" подразумевает наличие базового уровня всей физической материи, имеющего как собственную систему отсчета (обнаруживаемую экспериментально, например, через фоновое космичекое излучение, - тепловое излучение самого эфира), так и являющимся носителем 100% энергии вселенной, а не "нуль-точкой" или "остаточными", "нулевыми колебаниями пространства". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.