¿Cómo comprobar un elemento piezoeléctrico?
La piezoelectricidad fue descubierta por primera vez en 1880 por Jacques y Pierre Curie. Mientras experimentaban con una variedad de cristales, descubrieron que aplicar presión mecánica a un elemento piezoeléctrico como el cuarzo liberaba una carga eléctrica. No fue hasta la Primera Guerra Mundial cuando se utilizó el elemento piezoeléctrico para aplicaciones prácticas en sonar. Hoy en día, el elemento piezoeléctrico se utiliza en todas partes, como cuando se le pide a Google direcciones a un nuevo restaurante, que utiliza un elemento piezoeléctrico en el micrófono. Sin embargo, si el elemento piezoeléctrico no emite sonido, ¿cómo podemos comprobar si el elemento piezoeléctrico es bueno o no?
2023-04-04
La piezoelectricidad fue descubierta por primera vez en 1880 por Jacques y Pierre Curie. Mientras experimentaban con una variedad de cristales, descubrieron que aplicar presión mecánica a un elemento piezoeléctrico específico como el cuarzo liberaba una carga eléctrica. No fue hasta la Primera Guerra Mundial cuando se utilizó el elemento piezoeléctrico para aplicaciones prácticas en sonar. Hoy en día, el elemento piezoeléctrico se utiliza en todas partes, como cuando se le pide a Google direcciones a un nuevo restaurante, que utiliza un elemento piezoeléctrico en el micrófono. Sin embargo, si el elemento piezoeléctrico no emite sonido, ¿cómo podemos comprobar si el elemento piezoeléctrico es bueno o no?
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¿Cuáles son los tipos de materiales utilizados en los elementos piezoeléctricos?
¿Cuál es el principio de funcionamiento de los elementos piezoeléctricos?
¿Cómo comprobar el elemento piezoeléctrico?
¿Cuáles son los tipos de materiales utilizados en los elementos piezoeléctricos?
1. Los materiales piezoeléctricos inorgánicos se dividen en cristales piezoeléctricos y cerámicas piezoeléctricas. Los cristales piezoeléctricos generalmente se refieren a cristales piezoeléctricos simples, mientras que las cerámicas piezoeléctricas generalmente se refieren a policristales piezoeléctricos. Las cerámicas piezoeléctricas son policristales que se forman al mezclar y sinterizar los ingredientes necesarios con materias primas a alta temperatura, y los finos granos cristalinos obtenidos por la reacción de fase sólida entre las partículas de polvo y el proceso de sinterización se ensamblan de manera aleatoria.
2. Los materiales piezoeléctricos orgánicos, también conocidos como polímeros piezoeléctricos, como el PVDF y otros materiales de película piezoeléctrica orgánica. Este tipo de material tiene las ventajas de flexibilidad, baja densidad, baja impedancia y alta constante de voltaje, lo que está desarrollándose rápidamente. Se ha aplicado en medición de profundidad de agua, detección de presión e ignición y detonación.
3. Materiales piezoeléctricos compuestos, que se forman al incrustar láminas, varillas o materiales piezoeléctricos en una base de polímero orgánico. Se utiliza ampliamente en acústica submarina, electroacústica, ultrasonido, medicina y otros campos.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de los elementos piezoeléctricos?
Aunque tenemos materiales específicos adecuados para elementos piezoeléctricos, ¿cómo funciona exactamente? Los elementos piezoeléctricos funcionan con el efecto piezoeléctrico, cuya característica más única es que puede funcionar de dos maneras. Puedes aplicar energía mecánica o energía eléctrica al mismo material piezoeléctrico y obtener el resultado opuesto.
Aplicar energía mecánica al elemento piezoeléctrico se llama el efecto piezoeléctrico directo. El elemento piezoeléctrico se coloca entre dos placas metálicas. En este punto, el material está en perfecto equilibrio y no conduce corriente. Luego, se aplica presión mecánica al elemento piezoeléctrico a través de la placa metálica, lo que obliga a la carga en el elemento piezoeléctrico a perder el equilibrio. Aparecen cargas negativas y positivas excesivas en lados opuestos de la superficie del elemento piezoeléctrico. La placa metálica recoge estas cargas, que pueden usarse para generar voltaje y enviar corriente a través del circuito.
También puedes realizar la operación inversa y aplicar la señal eléctrica al elemento piezoeléctrico como un efecto piezoeléctrico inverso. En la misma situación que el ejemplo anterior, colocamos un elemento piezoeléctrico entre dos placas metálicas. La estructura del elemento piezoeléctrico está perfectamente equilibrada. Luego, se aplica energía eléctrica al elemento piezoeléctrico, lo que hace que la estructura del elemento piezoeléctrico se contraiga y expanda. A medida que la estructura del elemento piezoeléctrico se expande y contrae, convierte la energía eléctrica recibida y libera energía mecánica en forma de ondas sonoras. El efecto piezoeléctrico inverso se puede utilizar en una variedad de aplicaciones. Tomemos un altavoz como ejemplo. El altavoz aplica un voltaje a un elemento piezoeléctrico para hacer que el material vibre el aire en forma de ondas sonoras.
¿Cómo comprobar el elemento piezoeléctrico?
Ajusta el interruptor de rango del multímetro a la tensión de CC de 2.5V, aprieta suavemente los dos lados del elemento piezoeléctrico con el pulgar y el dedo índice de la mano izquierda, sostiene el cable de prueba del multímetro en la mano derecha, conecta el lápiz de prueba rojo a la hoja metálica y coloca el lápiz de prueba negro horizontalmente sobre la superficie del elemento piezoeléctrico.
Luego, la mano izquierda presiona un poco más fuerte y luego se afloja nuevamente, de modo que se generen dos señales de voltaje con polaridades opuestas en el elemento piezoeléctrico, de modo que la aguja del multímetro primero se desplace a la derecha, luego regrese a cero y luego se desplace a la izquierda con una amplitud de oscilación de aproximadamente 0.1 -0.15V. Cuanto mayor sea la oscilación, mayor será la sensibilidad. Si la aguja del multímetro permanece quieta, significa que el elemento piezoeléctrico tiene fuga eléctrica o está dañado. Sin embargo, recuerda no apretar el elemento piezoeléctrico con las manos húmedas. El multímetro no puede estar bloqueado con voltaje de CA durante la prueba, de lo contrario, la aguja no se observará moverse, y es mejor usar el bloque R×10k antes de la prueba, y la resistencia de aislamiento debe ser infinita.
El otro método es usar el bloque R×10k para medir la resistencia de dos polos, que debería ser infinita cuando está normal, y luego golpear ligeramente el elemento piezoeléctrico, haciendo que la aguja se mueva ligeramente.
Aprender algo sobre los elementos piezoeléctricos puede ayudarte a conocer los materiales que se pueden utilizar en los elementos piezoeléctricos y cómo comprobar los elementos piezoeléctricos. Si deseas comprar elementos piezoeléctricos de alta calidad a un precio razonable, la empresa Kailitech puede proporcionarte los mejores productos, así como otros zumbadores piezoeléctricos.
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