Пьезоэлектричество

1.

Пьезоэлектричество

2.

Поль Кюри
В 1880 году французские ученые —
братья Пьер и Поль Кюри - исследовали
свойства кристаллов. Они заметили, что
если кристалл кварца сжать с двух сторон,
то на его гранях, перпендикулярных
направлению сжатия, возникают
электрические заряды: на одной грани
положительные, на другой – отрицательные
Дата рождения: 15 мая 1859(1859-05-15)
Место рождения: Париж, Франция
Дата смерти: 19 апреля 1906(1906-04-19)
(46 лет)
Место смерти: Париж, Франция
Страна: Франция
Научная сфера: Физика

3.

Пьезоэлектрический генератор Кюри
http://www.youtube.com/watch?v=Aw0SCZURKZE

4.

пьезоэлектричество
•Таким же свойством
обладают кристаллы
турмалина, сегнетовой
соли, даже сахара.

5.

пьезоэлектричество
•Таким же свойством
обладают кристаллы
турмалина, сегнетовой
соли, даже сахара. Заряды
на гранях кристалла
возникают и при его
растяжении. Причем если
при сжатии на грани
накапливался
положительный заряд, то
при растяжении на этой
грани будет накапливаться
отрицательный заряд и
наоборот. Это явление
было названо
пьезоэлектричеством (от
греческого слова пьезо» —
давлю).

6.

пьезоэлектрический эффект обратим
• Если на гранях кристалла создать разноименные электрические заряды, он
либо сожмется, либо растянется в зависимости от того, к какой грани приложен
положительный и к какой — отрицательный заряд.

7.

Причины возникновения деформации твёрдых тел
следствием фазовых
превращений, связанных с
изменением объёма,
теплового расширения
намагничивания
магнитострикция
результатом действия
внешних сил
появления электрического
заряда (пьезоэлектрический
эффект)

8.

пьезоэлектрический эффект обратим
• Кристалл с таким
свойством называют
пьезэлектриком.
• В дальнейшем
братья Кюри
обнаружили, что
пьезоэлектрический
эффект обратим: если
на гранях кристалла
создать разноименные
электрические заряды,
он либо сожмется,
либо растянется в
зависимости от того, к
какой грани приложен
положительный и к
какой —
отрицательный заряд.

9.

Пьезоэлектрические материалы
•пьезоэлектрические свойства были обнаружены более чем у 1500 веществ, из
которых широко используются Сегнетова соль, титанат бария и др.

10.

Пьезоэлектричекие зажигалки
•На явлении пьезоэлектричества основано действие
широко распространенных пьезоэлектрических
зажигалок. Основной частью такой зажигалки является
пьезоэлемент — керамический пьезоэлектрический
цилиндр с металлическими электродами на основаниях. .
По изолированным проводам напряжение подводится к двум
электродам, расположенным в наконечнике зажигалки на
расстоянии 3-4 мм друг от друга.

11.

Напряжение
• При помощи
механического
устройства производится
кратковременный удар по
пьезоэлементу.
• При этом на двух его
сторонах,
расположенных
перпендикулярно
направлению действия
деформирующей силы,
появляются
разноименные
электрические заряды.
Напряжение между
этими сторонами может
достигать нескольких
тысяч вольт

12.

Применение
•гибкая пьезоэлектрическая пленка

13.

Применение
•Пьезоэлектрическ
ие материалы
используются в
малогабаритных
наногенераторах.
Пьезоэлектрический пульт дистанционного управления переключает каналы,
когда Вы его изгибаете.

14.

применение

15.

Применение
Газовая горелка KOVEA Пьезоподжиг, пластиковый футляр.

16.

Применение
Ультразвуковой увлажнитель воздуха работает на основе
пьезоэлемента, который преобразует воду в холодный пар.

17.

Применение
Универсальная зажигалка с пьезоэлементом для
газовой плиты, свеч
•Возникающий между
электродами искровой
разряд поджигает смесь
газа и воздуха.
•Несмотря на очень
большие напряжения (-10
кВ), опыты с
пьезозажигалкой
совершенно, безопасны,
так как даже при коротком
замыкании, сила тока
оказывается такой же
ничтожно малой и
безопасной для здоровья
человека, как при
электростатических
разрядах при снимании
шерстяной или
синтетической одежды в
сухую погоду

18.

Применение
В Японии энергию будут производит
... электричества будет встроена в турникеты и дополнена пьезоэлементами…

19.

Применение
Компания Nokia подала патентную заявку на аккумуляторную батарею для
мобильного телефона, способную самостоятельно заботиться о своей подзарядке.

20.

Применение

21.

Применение
Пьезоэлектрический динамик VSLBP2115E1100 фирмы Murata имеет
толщину 0,5мм. Искажения в речевом частотном диапазоне от 2 до 4 кГц
снижены по сравнению с предыдущей моделью вдвое. Произведено
улучшение звукового давления в диапазоне нижних частот до 1 кГц. Серия
пригодна для приложений со стесненными условиями размещения.
Следствием наличия в громкоговорителе пьезоэлектрического элемента
является то, что не требуется никаких магнитных элементов.

22.

Применение
Зарядись на ходу!
Инженеры придумали новый способ получения тока из ходьбы
Электропроводящая жидкость помогла американским учёным создать прибор, который мог бы
подзаряжать практически любые персональные устройства на ходу. В прямом смысле.
Проведённые несколько лет назад исследования показали, что при каждом соприкосновении
стопы человека с землёй генерируется порядка 20 ватт. Между тем большинству мобильных
устройств для стабильной работы достаточно от 1 до 15 ватт.

23.

Применение
Это возможно при использовании пьезоэлектрических материалов в
покрытиях дорог с большим потоком машин. Пьезоэлектричество это
способность веществ вырабатывать электрическую энергию под
воздействием механической силы, в данном случае это движение машин по
поверхности дороги. Изначально эту концепцию выдвинула компания
Innowattech, которая сейчас строит тестовую дорогую в Израиле. Неужели
это и есть решение глобальных энергетических и экологических проблем?

24.

Вопрос №1
1. Пьезоэлектричество — это явление
1) возникновения электрических зарядов на поверхности кристаллов при их
деформации
2) возникновения деформации растяжения и сжатия в кристаллах
3) прохождения электрического тока через кристаллы
4) прохождения искрового разряда при деформации кристаллов

25.

Вопрос №2
2. Пьезоэлектрический кристалл сжали в вертикальном направлении, При
этом на левой грани образовался положительный заряд, Если теперь на
правой грани того же недеформированного кристалла создать
положительный заряд, а на левой - отрицательный, то кристалл
1) сожмется в вертикальном направлении
2) приобретет отрицательный заряд на верхней грани
3) растянется в вертикальном направлении
4) приобретет отрицательный заряд на нижней грани

26.

Вопрос №3
3. В начале 20 века французский ученый Поль Ланжевен изобрел
излучатель ультразвуковых волн. Заряжая грани кварцевого кристалла
электричеством от генератора переменного тока высокой частоты, он
установил, что кристалл совершает при этом колебания с частотой, равной
частоте изменения напряжения. В основе действия изучателя лежит
1) прямой пьезоэлектрический эффект
2) обратный пьезоэлектрический эффект
3) явление электризации под действием внешнего электрического поля
4) явление электризации при ударе

27.

источники
http://ru.wikipedia.org/
http://images.yandex.ru/
http://www.masters.donntu.edu.ua/2007/
kita/tomilin/library/thermocouple.htm
Студент 21 группы Давлетбаев Азат Ришатович
руководитель: Сабитова Файруза Рифовна преподаватель физики ГАОУ СПО
«Сармановский аграрный колледж»