science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Hoe werken piëzo-elektrische kristallen?

Bepaalde kristallen, zoals kwarts, zijn piezo-elektrisch. Dat betekent dat wanneer ze worden samengeperst of geraakt, ze een elektrische lading genereren. Het werkt ook andersom: als je een elektrische stroom door een piëzo-elektrisch kristal laat lopen, verandert het kristal enigszins van vorm. Deze eigenschap maakt piezo-elektrische kristallen bruikbaar in vele toepassingen.

Quartz-klokken

Een van de belangrijkste toepassingen van piëzo-elektriciteit is in kwartsklokken en -timers. Een kristal van kwarts trilt met een bepaalde snelheid, afhankelijk van de grootte. Terwijl het kristal heen en weer trilt, genereert het elektrische pulsen. Een kwartsklok maakt gebruik van een klein kristal dat op maat gesneden is om de tijd te behouden. Een circuit dat een oscillator wordt genoemd, houdt het kwartskristal in trilling door elektriciteit aan de pulsen toe te voegen. De klok telt het aantal pulsen dat het kwartskristal maakt en gebruikt dat als een basis voor het meten van seconden, minuten en uren.

Akoestisch gebruik

Piëzo-elektrische apparaten kunnen zowel voor het vastleggen van geluid als voor het vastleggen van geluid worden gebruikt. produceer het. Piëzo-elektrische pickups worden vaak gebruikt voor folkgitaren en andere akoestische instrumenten. Een piëzo-element is een strook piezo-elektrisch materiaal verbonden met twee draden. De pick-up is aan het instrument bevestigd. Wanneer het instrument wordt gespeeld, laat het geluid trillen. Deze vibraties creëren een elektrische stroom in de piezo-pickup, die kan worden opgenomen of versterkt als geluid.

Een piezo-luidspreker werkt op de tegenovergestelde manier. Elektriciteit stroomt in een stuk piëzo-elektrisch materiaal, waardoor het heen en weer buigt. Hierdoor ontstaan ​​drukgolven in de lucht, die we als geluid horen.

Piezo-aanstekers

Een van de meest zichtbare toepassingen van piëzo-elektriciteit is de piëzo-aansteker. Vrijwel elke aansteker met een drukknop wordt aangedreven door piëzo-elektriciteit. Wanneer u op de knop drukt, wordt er een kleine veer met een veer aangedreven vanaf het oppervlak van het piëzokristal. Wanneer de hamer de top bereikt, komt hij vrij en slaat op het kristal terwijl het gas wordt ingeschakeld. De impact creëert een grote spanning over het kristal, die in twee draden stroomt. Deze spanning is hoog genoeg om een ​​vonk te maken tussen de draden, waardoor het gas ontsteekt. Piëzo-ontstekers worden nu ook op de meeste gasovens en fornuizen gebruikt.