Страница:Радиофронт 1936 г. №20 (полн).djvu/22

Материал из РадиоВики - энциклопедии радио и электроники
Перейти к: навигация, поиск
Выкупить рекламный блок
Эта страница не была вычитана


пьезоэлектрической пластинки последняя претерпевает упоугую деформацию, величина которой прямо пропорциональна подводимому напряжению.

При исчезновении электрического напряжения исчезает и вызванная им упругая деформация кристалла. При изменении поляр" ности обкладок на обратную характер деформации меняется также на обратный, т. е. вместо удлинения получается укорочение или вместо укорочения — удлинение. Связь между прямым и обратным пьезоэлектрическими эффектами можно установить, пользуясь следующим правилом.

Если плоскость А (соответственно В) кристаллической пластинки получает положительный (соответственно отрицательный) * электрический заряд при сжатии ее перпендикулярно к этой поверхности, то при подведении к плоскости А положительного полюса деформирующего электрического напряжения (соответственно к В —- отрицательного) пластинка увеличивает свой размер в направлении, перпендикулярном к этим поверхностям. Иначе говоря, при сохранении полярности электродов вызванная электрическим напряжением деформация противоположна соответствующей деформации, вызванной давлением.

Рис. 7. Модель кристаллической решетки пьезоэлектрического кварца. Большие черные шарики — атомы кремния, меиыпие белые — атомы кислорода

Рис. 8. Схема индукции пьезоэлектрических зарядов иа обкладках элементарного кристаллика. Пунктиром указана деформация кристаллика при сжатии по оси X,

Нужно отметить, что величина упругой деформации, вызванной обратным пьезоэлектрическим эффектом, даже при значительных электрических напряжениях чрезвычайно мала. Так например, пьезокваруевая пластина при воздействии на нее напряжением в 3 000 V изменяет свой размер на величину

о 3 000 7

20 л - 6,36 ■ ю ь ^ - 6,36 • кг' см.

Совершенно очевидно, что наблюдать такую величину представляет значительные затруднения и -для обнаружения ее требуются специальные приборы.

Кроме того нужно отметить, что как при прямом пьезоэлектрическом эффекте величина получающегося заряда зависит от отношения площади, находящейся под электродами, к площади, подвергающейся воздействию внешней силы, так и при обратном пьезоэлектрическом эффекте величина получающейся упругой деформации будет зависеть от того же отношения.

Если деформирующее напряжение V подводится к обкладкам, покрывающим площадь 6’, то это вызывает изменение размеров пластинки перпендикулярно к поверхности s, величина которого определится из следующего уравнения:

д=еи - ■

s 1

Исходя из этого, следует заключить, что $ том случае, когда под влиянием некоторого электрического напряжения U желательно получить возможно1 большие упругие деформации пьезоэлектрической пластинки, следует электродами покрывать большую площадь И использовать деформацию в направлении, перпендикулярном к меньшей площади.

ФИЗИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА

Атомы элементов материи, как известно, представляют собой группу частиц,-обладающих эл* с- трическими зарядами. v-

Рис. 9. Расположение элементарных кристалликов в .пьезокварцевой пластинке. К — пьезокварцевая пластинка; 1 и 2—металлические электроды

Ядро элемента имеет некоторое количество положительных зарядов, а вокруг этого ядра движутся электроны, каждый из которых обладает одним отрицательным зарядом. Число движущихся вокруг положительного ядра электронов равно числу положительных зарядов ядра. В атомах элементов; вступающих между собой в химические соединения, происходит перераспределение электронов.

Атомы одного элемента отдают, а атомы другого элег^ента принимают один или несколько электронов.

В результате этого у одних атомов получается недостаток, а у других избыток электронов. Иными словами, атомы элементов в соединениях имеют либо положительные, либо отрицательные заряды.

Что это именно так, можно убедиться на примере электролиза, когда разлагаемые соединения разбиваются на положительные и отрицательные ионы.