- Шта је Пиезоелектрични ефекат?
- Пиезоелектрични материјали
- Компоненте потребне
- Дијаграм струјног круга за производњу електричне енергије
У последњих неколико година потражња електронских преносних уређаја мале снаге се брзо повећавала. А постоје врло ограничене могућности за напајање ових малих преносних електронских уређаја као што су алкалне батерије или соларна енергија итд. Дакле, овде користимо другачију методу за генерисање мале количине енергије која користи пиезоелектрични сензор. Овде ћемо изградити струјни круг за производњу електричне енергије за производњу електричне енергије. Можете сазнати више о пиезоелектричном ефекту пратећи овај склоп пиезоелектричног претварача.
Шта је Пиезоелектрични ефекат?
Пиезоелектрични ефекат је способност неких пиезоелектричних материјала (попут кварца, топаза, цинковог оксида итд.) Да генеришу електрични набој као повратну информацију о механичком напрезању. „Пиезоелектрична“ реч је изведена од грчке речи „пиезеин“ што значи гурање, стискање и притискање.
Такође, пиезоелектрични ефекат је реверзибилан, што значи да када применимо механичко напрезање на пиезоелектрични материјал, на излазу примамо неки електрични набој. А када применимо електричну енергију на пиезоелектрични материјал, он сабија или растеже пиезоелектрични материјал.
Пиезоелектрични ефекат се користи у разним применама које укључују
- Производња и детекција звука
- Производња високог напона
- Електронска генерација фреквенција
- Микробаланси
- Изузетно фино фокусирање оптичких склопова
- Свакодневне апликације попут упаљача за цигарете
Резонатор такође користи пиезоелектрични ефекат.
Пиезоелектрични материјали
Сада је доступан низ пиезоелектричних материјала, чак и природних и вештачких. Природни пиезоелектрични материјали укључују кварц, шећер од трске, рошел сол, топаз турмалин итд. Вештачки пиезоелектрични материјал укључује баријум титанат и цирконат титанат. У доњој табели у категорији природни и синтетички дати су неки материјали:
|
Природни пиезоелектрични материјал |
Синтетички пиезоелектрични материјал |
|
Кварц (најчешће коришћени) |
Оловни цирконат титанат (ПЗТ) |
|
Роцхелле Салт |
Цинков оксид (ЗнО) |
|
Топаз |
Баријум титанат (БаТиО 3) |
|
ТБ-1 |
Пиезоелектрична керамика Баријум титанат |
|
ТБК-3 |
Калцијум баријум титанат |
|
Сахароза |
Галијум ортофосохат (ГаПО 4) |
|
Тетива |
Калијум ниобат (КНбО 3) |
|
Свила |
Оловни титанат (ПбТиО 3) |
|
Цаклина |
Литијум танталит (ЛиТаО 3) |
|
Дентин |
Лангасит (Ла 3 Га 5 СиО 14) |
|
ДНК |
Натријум волфрам (На 2 ВО 3) |
Компоненте потребне
- Пиезоелектрични сензор
- ЛЕД (плава)
- Диода (1Н4007)
- Кондензатор (47уФ)
- Отпорник (1к)
- Тастер
- Повезивање жица
- Бреадбоард
Дијаграм струјног круга за производњу електричне енергије
Пиезоелектрични сензор се састоји од пиезоелектрични материјала (кварц-највише користи). Некада је претварао механичко напрезање у електрични набој. Излаз пиезоелектричног сензора је АЦ. Потребан нам је пуни исправљач моста да бисмо га претворили у једносмерну струју. Излазни напон сензора је мањи од 30Вп-п, излаз пиезоелектричног сензора можете напајати или га сместити у батерију или друге уређаје за складиштење. Импеданса пиезоелектрични сензор је мања од 500 ома. Распон радне температуре и температуре складиштења је -20 ° Ц ~ + 60 ° Ц, односно -30 ° Ц ~ + 70 ° Ц.
Након успостављања веза према схеми кола пиезоелектричног сензора, када пружамо механичко напрезање пиезоелектричном сензору, он ствара напон. Излаз пиезоелектричног сензора је у АЦ облику. За његово претварање из АЦ у ДЦ користимо пун исправљач моста. Излаз исправљача повезан је преко кондензатора од 47уФ. Напон који генерише пиезоелектрични сензор складишти се у кондензатору. А када се притисне тастер, сва ускладиштена енергија се преноси на ЛЕД и ЛЕД се укључује док се кондензатор не испразни.
У овом колу ЛЕД светли делић секунде. Да бисте повећали време УКЉ. ЛЕД-а, можете повећати капацитет кондензатора, али биће потребно више времена за пуњење. Чак и можете прикључити више пиезоелектричних сензора у серију да бисте произвели више електричне енергије. Такође, диода служи за блокирање струје која тече од кондензатора до пиезоелектричног сензора, а отпорник је отпорник који ограничава струју. ЛЕД се такође може директно повезати са пиезоелектричним сензором, али ће се за тренутак угасити јер неће бити кондензатора који задржава струју.
Демонстрацијски видео за овај систем за производњу електричне енергије Фоот Степ дат је у наставку.