- •Міністерство освіти і науки україни черкаський державний технологічний університет
- •Дослідження п'єзокерамічних резонаторів і трансформаторів
- •Теоретичні відомості
- •П'єзокерамічні резонатори
- •П'єзокерамічні трансформатори
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Дослідження різновидностей резисторів
- •Теоретичні відомості.
- •Класифікація резисторів
- •Конструкція та матеріали виготовлення резисторів
- •3. Маркіровка резисторів
- •Спеціальні резистори
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Дослідження електролітичних конденсаторів
- •Теоретичні відомості
- •Методи вимірювання ємностей конденсаторів
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Дослідження котушок індуктивності
- •Теоретичні відомості
- •Розрахунок індуктивності
- •Розрахунок добротності котушки
- •Екранування
- •Розрахунок котушки з магнітним осердям
- •Котушки з немагнітним осердям
- •Опис установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №5 дослідження трансформаторів узгодження
- •Теоретичні відомості
- •Еквівалентна схема трансформатора
- •Опис Установки
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 6 дослідження напівпровідникових приладів
- •Теоретичні відомості Напівпровідникові діоди
- •Б) кремнієвого діода. Біполярні транзистори
- •Порядок виконання роботи
- •А) з загальною базою, б) з загальним емітером
- •Контрольні запитання
- •Додаток Основні параметри деяких напівпровідникових елементів
- •Транзистор кт209г
- •Транзистор кт209б
Дослідження п'єзокерамічних резонаторів і трансформаторів
Мета роботи: вивчити особливості конструкції, властивості, характеристики та параметри п'єзокерамічних резонаторів і трансформаторів.
Обладнання: генератор сигналів низькочастотний ГЗ-106, два мілівольтметра ВЗ-38, стенд для дослідження п'єзорезонатора, стенд для дослідження п'єзотрансформатор.
Теоретичні відомості
По призначенню діелектричні матеріали поділяються на пасивні, ті що використовуються в якості ізоляції, та активні, властивості яких залежать від прикладеної напруги.
До активних діелектриків відносяться п’єзоелектричні матеріали, яким властиві прямій і зворотний п’єзоефект.
Прямий п’єзоефект полягає в тому, що при стиску або розтяганні пластини п’єзоелектричного матеріалу на її протилежних поверхнях наводяться електричні заряди протилежного знаку. Це відбувається в результаті поляризації п’єзоелектрика.
Зворотний п’єзоефект полягає в тому, що при прикладенні до пластин п’єзоелектрика постійної напруги вона деформується, а під впливом змінної напруги пластина п’єзоелектрика коливається з частотою прикладеної напруги.
П’єзоелектрики це кристалічні матеріали які можуть бути природного походження (кварц, турмалін) і синтетичного (сегнетова сіль, титанат барію, цирканат свинцю, ніобат літію і т.д.). П’єзо матеріали синтетичного походження називаються п’єзокерамікою, і мають перевагу в порівнянні з монокристалами, в тому, що з них можливо виготовляти активні елементи будь якої форми та розміру.
Властивості п'єзокерамічних матеріалів характеризують такі параметри:
-
коефіцієнт електромеханічного зв’язку ;
-
діелектрична проникливість ;
-
добротність матеріалу (величина, обернена тангенсу діелектричних втрат). Добротність є енергетичний коефіцієнт, що являє собою відношення реактивної потужності коливальної системи до активної потужності;
-
швидкість розповсюдження в матеріалі пружних механічних хвиль (швидкість звуку) ;
-
частотна постійна , яка дорівнює добутку лінійного розміру резонатора на резонансну частоту коливань;
-
температура Кюрі . При температурі п'єзоелектричні властивості у п'єзоелектрика зникають за рахунок руйнування доменної структури тепловим рухом;
-
густина матеріалу ;
-
модуль пружності (при стисканні чи розтягуванні – модуль Юнга ) чисельно дорівнює механічній напрузі, яка виникає в зразку при одиничній відносній деформації, тобто це коефіцієнт пропорційності між механічним напруженням та відносною деформацією, причому для напрями натискування та деформації збігаються;
-
коефіцієнт Пуансона – відношення відносної поперечної деформації до відносної поздовжньої деформації. Зазвичай зміна розмірів зразка в одному напрямі викликає його деформацію в усіх інших напрямах.
Перетворювачі з прямим п’єзоефектом використовуються для вимірювання сили тиску, у звукознімачах. Перетворювачі зі зворотнім п’єзоефектом використовуються для стабілізації високочастотних коливань в якості випромінювачів ультразвукових коливань та інше.
Перетворювачі з одночасним прямим та зворотнім п’єзоефектом це п’єзорезонатори які мають максимальний коефіцієнт перетворення одного виду енергії в інший на резонансній частоті і різке зменшення коефіцієнта перетворення при відхиленні від резонансної частоті.