بلندگو پیزوالکتریک

بلندگو پیزوالکتریک

چگونه مواد بلندگو پیزوالکتریک کار میکنند؟

مواد  بلندگو پیزوالکتریک زمانی که در معرض میدان الکتریکی قرار گیرند

 تغییر شکل می دهند.

در این قسمت با نحوه کار مواد پیزو الکتریک و بلندگوهای پیزوالکتریک آشنا می شویم.

از نظر تئوری اتمی :

یک اتم دارای یک هسته مرکزی است که از ذرات خنثی به نام نوترون و بار مثبت به نام پروتون ساخته شده است.

بارهای منفی به نام الکترون در حال حرکت به دور هسته هستند .

بارهای الکتریکی مخالف یکدیگر را جذب می کنند

بنابراین الکترون‏ها به پروتون در هسته خود جذب می شوند.

در همان زمان، ذرات مشابه بار خود را دفع می کنند

به طوری که در بعضی مناطق به علت نیروی دافعه

بیش از حد برخی از الکترونها تمایل دارند

از اطراف هسته جدا شوند.

الکترون ها در حرکت ثابت در اطراف یک اتم هستند

از نظر شیمی :

هنگامی که اتم های متعدد در نزدیکی یکدیگر جمع می شوند

الکترون میتواند بین اتمهای مجاور حرکت کند.

الکترون باید مسیری که در آن نیروی جاذبه ناشی از پروتونها و نیروی دافعه ناشی از الکترونها ثابت است را طی کند.

تبعیت تعداد بسیاری از اتمها از این قانون منجر به الگوهای منظم و یا اشکال کریستالی میشود.

اثر بلندگو پیزوالکتریک

کریستال های پیزوالکتریک دارای اختلاف پتانسیل می شوند

وقتی در یک جهت خاص حرکت می کنند یا کشیده میشوند.

افزایش یا کاهش فضای بین اتمها با فشردن

ضربه زدن و یا خمش کریستال میتواند باعث توزیع خود به خودی مجدد الکترونها شود

و باعث شود برخی الکترونها کریستال را ترک کنند

و یا ایجاد یک فضایی برای برای ورود الکترون به کریستال شود.

یک نیروی فیزیکی در کریستال نیروی الکتریکی

در اثرحرکت بارها حول یک مدار ایجاد می شود.

عکس این قضیه نیز صادق است

یعنی اعمال یک میدان الکتریکی

به یک کریستال پیزوالکتریک منجر به افزودن یا حذف الکترونها می شود

و این به نوبه خود باعث می شود

که کریستال تغییر شکل دهد

و در نتیجه باعث تولید یک نیروی فیزیکی کوچک میشود

نحوه کارکرد بلندگو پیزوالکتریک

از اثر پیزوالکتریک میتوان در ساختن بلندگوهای

با ساختار نازک که جایگزین ارزشمندی برای بلندگوهای سنتی الکترودینامیک است

استفاده کرد.

این دستگاه ها به عنوان هر دو بلندگو پیزو الکتریک و سخنرانان سرامیک نامیده می شود.

اعمال یک میدان الکتریکی به یک ماده پیزوالکتریک

موجب تغییر اندازه آن ماده میشود.

این کار باعث تغییر شکل پلاستیک مواد به این طرف و آن طرف می شود

که عمود بر سطح بلندگو است

و به محض اینکه میدان الکتریکی از روی مواد پیزوالکتریک حذف شود

به شکل اصلی خود بازمیگردند.

در اثر این حرکت نوسانی

مولکول های هوا یک واکنش زنجیره ای از برخورد را سبب می شوند

که در نهایت به گوش شما می رسد و شما آن صدا را می شنوید .

و همانطور که گفته شد میتوان از طریق ایجاد میدان الکتریکی صوت تولید کرد .

بلندگو پیزوالکتریک

یکی از ویژگی‌های غیرمعمولی که برخی سرامیک‌ها وپلیمر‌ ها از خوی‌دهند،

پدیدهٔ پیزوالکتریک یا اثر فشاربرقی است.

با اعمال نیروی خارجی، دوقطبی‌های این سرامیک‌ها تحریک می‌شوند

و میدان الکتریکی ایجاد می‌شود.

وارونه کردن اثر نیرو (مثلاً از کششی به فشاری) جهت میدان را معکوس می‌کند.

از مواد پیزو الکتریک در مبدل‌ها و وسایلی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند

یا برعکس استفاده می‌شود.

کاربردهای نام‌آشنایی از جمله:

پیکاپ گرامافون، میکروفون‌ها، مولدهای ماوراء صوت و حسگرهای سونار از خاصیت پیزوالکتریک استفاده می‌کنند.

در پیکاپ گرامافون همچنان که قلم شیارهای رکورد را می‌پیماید

یک اختلاف فشار به مادهٔ پیزوالکتریک موجود در پیکاپ وارد می‌شود

که نهایتاً به سیگنال الکتریکی تبدیل می‌شود.

این سیگنال قبل از ورود به بلندگو تقویت می‌شود.

خاصیت پیزوالکتریک یک ویژگی مواد کریستالی دارای ساختار پیچیدهٔ بدون تقارن است.

رفتار بلندگو پیزوالکتریک یک پلی‌کریستال بوسیلهٔ گرم کردن

بالاتر از دمای کوری و سپس خنک کردن تا دمای اتاق در مجاورت میدان الکتریکی قوی بهبود می‌یابد.

شرکت کروموژن