Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа

АНАЛИЗ СФЕРИЧЕСКОГО ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1. 1.1 Понятие пьезоэффекта

2. 1.2 Уравнения пьезоэффекта

1.3 Пьезоэлектрические преобразователи

3. 1.4 Эквивалентные схемы пьезокерамических преобразователей

4. 1.5 Сферический пьезокерамический преобразователь

2. Расчетная часть

2.1 Постановка задачи

5. 2.2 Расчет параметров ЭАП

2.3 Расчет и построение частотных характеристик входной проводимости и входного сопротивления

Заключение

Список использованных источников

гидроакустика звуковой пьезоэффект преобразователь

Введение

В технической гидроакустике находят широкое применение устройства, предназначенные для превращения электрической энергии в звуковую (излучатели звука) или звуковой энергии в электрическую (приемники звука) и называемые электроакустическими преобразователями. Теория и методы инженерного расчета и конструирования электроакустических преобразователей базируются на механике и электротехнических дисциплинах. Эквивалентные схемы электроакустических преобразователей представляют в виде связанных контуров – механического и электрического. В этом случае, пользуясь методом электромеханических аналогий, получают эквиваленты электрических и механических величин.

Метод электромеханических аналогий основан на полном подобии математических моделей адекватных друг другу механических и электрических систем. Так как за математические модели обычно принимают уравнения движения механических систем и уравнения напряжений или токов в электрических цепях, то построенная с использованием электрических элементов-аналогов эквивалентная механической системе электрическая схема предстает как графическое изображение уравнения движения. Граничные условия, необходимые для решения уравнения, включаются в схему в виде соответствующих источников и потребителей энергии.

1. Теоретическая часть

7. 1.1 Понятие пьезоэффекта

Пьезоэлектрический эффект (сокращенно пьезоэффект) наблюдается в анизотропных диэлектриках, преимущественно в кристаллах некоторых веществ, обладающих определенной, достаточно низкой симметрией. Пьезоэффектом могут обладать кристаллы, не имеющие центра симметрии, а имеющие так называемые полярные направления (оси). Пьезоэффектом могут обладать также некоторые поликристаллические диэлектрики с упорядоченной структурой (текстурой), например керамические материалы и полимеры. Диэлектрики, обладающие пьезоэффектом, называют пьезоэлектриками.

Внешние механические силы, воздействуя в определенных направлениях на пьезоэлектрический кристалл, вызывают в нем не только механические напряжения и деформации (как во всяком твердом теле), но и электрическую поляризацию и, следовательно, появление на его поверхностях связанных электрических зарядов разных знаков. При изменении направления механических сил на противоположное становятся противоположными направление поляризации и знаки зарядов. Это явление называют прямым пьезоэффектом. Важнейшими пьезоэлектриками являются кварц, соль, метатитанат бария и др.

Пьезоэффект обратим. На ряду с прямым пьезоэффектом, у пьезоэлектрических кристаллов наблюдается обратный пьезоэффект, заключающийся в том, что поляризация под действием электрического поля сопровождается механическими деформациями кристалла. Таким образом, если на металлические обкладки подать переменное напряжение, то пластинка будет попеременно растягиваться и сжиматься вдоль оси , т. е. в ней будут возбуждаться механические колебания. Эти колебания станут наиболее интенсивными, если частота переменного напряжения совпадет с собственной частотой пластинки.

Такие настроенные в резонанс пьезоэлектрические пластинки используются для возбуждения ультразвуковых волн, для стабилизации частоты генераторов электрических колебаний в радиотехнике.