Piezo kylelement

Ungefär naturligt förekommande mineral har piezoelektriska egenskaper. Speciellt formade piezoelektriska kristaller hamnar i självsvängning när de utsätts för en växelspänning med mycket exakt frekvens. Detta utnyttjas i all elektronik där regelbundna elektriska pulser. Ein Piezoelement ist ein Bauteil, das den Piezoeffekt ausnutzt, um entweder durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine mechanische Bewegung auszuführen (Piezoaktor, verwendet den sogenannten inversen Piezoeffekt), oder bei Einwirkung einer mechanischen Kraft eine elektrische Spannung zu produzieren. Auf dem piezoelektrischen Material werden Elektroden aufgebracht, sodass durch die angelegte Spannung ein elektrisches Feld entsteht, bzw.

Kraft hervorgerufene elektrische Feld eine Spannung an den Elektroden bewirkt. Im einfachsten Fall ist ein Piezoelement also ein Plättchen mit Elektroden an den Endflächen, das sich in Dickenrichtung ausdehnt und in Querrichtung zusammenzieht, wenn eine Spannung angelegt wird. Die Verformung bleibt so lange bestehen, wie die Spannung angelegt bleibt. Treten keine wechselnde äußere Kräfte auf, so wird keine Energie benötigt, um die Verformung aufrechtzuhalten. Wird die Spannung umgepolt, ändert sich die Richtung der Verformung in diesem Fall also Kontraktion in Dickenrichtung und Ausdehnung in Querrichtung.

Se hela listan på de. Piezoelemente können bestimmte Kristalle (Piezokristalle) oder piezoelektrische Keramiken, also polykristalline Materialien sein. Dieses Material ist ferroelektrisch und wird durch Erhitzen über die ferroelektrische Curie-Temperatur (bei PZT ca. 300 °C) und nachfolgendes Abkühlen in einem elektrischen Feld polarisiert.

Dadurch werden die zuerst zufällig ausgerichteten magnetische Dipolmomente (Weiss-Bezirke) weitgehend parallel ausgerichtet. Stapelanordnungen werden als Aktor oder als Generator verwendet. Für die Verwendung als Piezoaktor sind oft möglichst große Bewegungsamplituden bei kleinen Spannungen erwünscht. Dies wird bei mehrlagigen Piezoelementen (auch Multilayer-Elemente, Piezostack oder Piezostapel genannt) durch Kaskadierung erreicht, indem mehrere dünne Piezoelemente mit dazwischenliegenden Elektroden zusammengefügt werden. Dadurch ergibt sich eine mechanische Reihenanordnung mit Ansteuerung durch eine elektrische Parallelschaltung.

Dazu wird folgendes Schema angewandt: Zuerst stapelt man auf eine Elektrode (beispielsweise der Plus-Anschluss) eine Piezoscheibe, danach wieder eine Elektrode () und schlussendlich eine weitere Piezoscheibe, aber dieses Mal wird die Polarisierungsrichtung geändert. Diese Anordnung kann nun fast beliebig wiederholt werden. Die Plus- und Minuselektroden werden jeweils außen verbunden.

Man kann sich die Anordnung der Elektroden als Kämme vorstellen, die ineinandergesteckt werden, sodass die Zacken des einen Kamms die Zwischenräume des anderen ausfüllen. Zum Erzeugen höherer Ströme oder höherer Spannungen kann ein Piezostapel auch als Strom- oder Spannungsquelle verwendet werden. Dazu werden die Elemente elektrisch parallel oder in Reihe verbunden und die erzeugte Spannung beispielsweise auf eine Zündpille oder der erzeugte Strom in eine Ladeschaltung gegeben. An die Elektrode kann man nun eine Spannung anlegen, sodass sich die Distanz der beiden Elektroden aufgrund einer Längenausdehnung des Piezokristalls vergrößert. Die anzulegende Maximalspannung hängt von der Dicke der Piezokristallscheibe, vom Material und von den Isoliereigenschaften zwischen den Elektroden ab.

Die maximale Auslenkung beträgt ungefähr 2. Da die Elektroden in der Regel eng beieinanderstehen und die Spannungen hoch sin können an den Rändern je nach Außenbedingungen (Luftfeuchte, Luftdruck) Funken überspringen. Aus diesem Grund isoliert man die Piezostacks nach außen mit einem Kunststoff. Die Anforderungen an diese Isolierung ist hoch und war bis vor kurzer Zeit einer der häufigsten Gründe der Kurzlebigkeit der Piezostacks. Mittlerweile wurden auch Piezostacks mit Keramikummantelung entwickelt. Redo för att användas som högtalare eller givare.

Kan användas för att känna av fotsteg, knackningar, trumslag och mycket annat! Piezo kylelement Piezo elements come in handy when you need to detect vibration or a knock. You can use these for tap or knock sensors pretty easily by reading the voltage. Piezoelectric sensors do not require any power to continuously monitor an environment.

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