Лабораторна робота №7

 

з курсу “Хімія та електрорадіоматеріали”

Тема роботи: ” Визначення пєзомодуля поляризованою п’єзокерамікою”

Виконала: ст. Вишняк А.В. гр. ДЗ-21 ФЕЛ

Перевірив: асист. Довженко О.О. асист. Шмигін Д.А.

 

 

Київ 2012

 

 

1. Мета роботи.

Вивчити методику експериментального визначення пьезомоду­ля поляризованої пєзокераміки. Придбання навичок для роботи з вимірювальними приладами.

 

2. Короткі теоретичні відомості.

П'єзоелектричний ефект полягає у виникненні електричної поляризації в кристалі діелектрика при його розтягу або стискуванні, тобто на протилежних гранях пластинки з'являються різнойменні пов'язані заряди.

Одиницею виміру п'єзоефекту є пєзомодуль, який чисельно дорівнює заряду, що виникає на одиниці поверхні пєзоелектрика при додатку до нього одиниці тиску.

Для ізотропного тіла, до якого відносять кристал сегнетоелектрика, існує залежність між напругою t і дефор­мацією r

,

що відоме під назвою закону Гуку.

П'єзоефект є лінійним ефектом, тобто, що у випадку, наприклад, прямого п'єзоефекту механічна напруга t викликає пропорційну ним величину електричної поляризації P

,

де d коефіцієнт пропорційності, званий пьезо­електричним модулем.

Окрім механічної напруги, поляризація може бути викликана механічними деформаціями кристала r

,

де е - ще один пєзоелектричний коефіцієнт. Зв'язок між коефіцієнтами d і e можна найти через закон Гука:

,

де Е_ю - модуль Юнга. Використовуючи ці рівняння можна получити формулу

,

Яка зв’язує коефіцієнт е з модулем Юнга Е_ю.

У п'єзоелектричному резонаторі можуть бути збуджені ре­зонансні електричні коливання за рахунок прикладеного до нього змінного електричного поля.

У електричному ланцюзі змінного струму на частотах, близьких до резонансних, п'єзоелектричний резонатор поводиться як послідовно-паралельний коливальний контур, схема якого представлена на малюнку. Така схема має два резонанси: послідовний (резонанс напруги в гілці L, R, C) і паралельний (резонанс струмів в контурі L, C, R, C₀).

Ємність С₀ називають зазвичай статичною місткістю резонато­ра, а параметри L, R, C - динамічними. Частота резонансу може бути визначена

а частота антирезонанcа

Нехтування опором R, що характеризує втрати в резонаторі, виправдано високою електричною добротністю контура , яка буває для кварцових резонаторів 10⁴-10⁸, а для керамічних 10²-10⁴.