كيف يمارس أنبوب كهروضوئي للتأثير الكهروإجهادي؟

يلعب التأثير الكهروإجهادي دورًا حيويًا في العديد من مجالات التكنولوجيا الحديثة ، وخاصة في أجهزة الاستشعار والمشغلات وأجهزة حصاد الطاقة. أنابيب Piezoelectric هي نوع خاص من المواد الكهروضوئية التي يمكن أن تولد الجهد عند تطبيق الإجهاد الميكانيكي أو تشوه تحت عمل مجال كهربائي.

هذه الخاصية مشتقة من التركيب البلوري وتوزيع الشحن للمواد الكهروإجهادية ، والتي يمكن أن تحول الطاقة الميكانيكية بشكل فعال إلى الطاقة الكهربائية والعكس صحيح. سوف تستكشف هذه المقالة مبدأ العمل للأنابيب الكهروضوئية في العمق وتكشف كيف يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في مختلف التطبيقات باستخدام التأثير الكهروضوئي.

ما هو التأثير الكهروإجهادي؟

التأثير الكهروضوئي هو توليد الطاقة الكهربائية في بعض المواد الكهروإجهادية عند تطبيق القوى الميكانيكية. يحدث هذا عندما يكون مراكز الشحنات الإيجابية والسلبية في التحول المادي ، مما يخلق مجالًا كهربائيًا داخل المادة. عندما يتم تمديد أو ضغط المواد الكهروضوئية ، يتم إزعاج توازن الشحن الخاص بها ، بحيث يصبح جانبًا من المادة مشحونة سلبًا ويشحن الآخر بشكل إيجابي عندما تغير القوة التطبيقية توازن الشحن بنسبة 10 ٪.

تم اكتشاف التأثير لأول مرة في عام 1880 من قبل الفيزيائيين الفرنسيين جاك وبيير كوري ، اللذين لاحظا أن بعض المعادن البلورية ، مثل الكوارتز والتورمالين ، أصبحت مستقطبة كهربائيا عندما يتعرضون للتوتر ميكانيكيا. أدى هذا الاكتشاف إلى استكشاف إمكانات المواد الكهروإجهادية ، وخاصة لتطبيقات السونار. تم استخدام الأجهزة الكهروضوئية لأول مرة للكشف عن الجبال الجليدية في أوائل القرن العشرين ، مما أثار اهتمامًا واسع النطاق بالتكنولوجيا.

بالإضافة إلى ذلك ، تم إظهار تأثير piezoelectric العكسي ، حيث من خلال المواد الكهروإجهادية ، عند تعرضها لحقل كهربائي ، تمتد أو تقصر اعتمادًا على قطبية الحقل ، ودرجة التشوه تتناسب مع قوة الحقل.

أدى الجمع بين هذه الظواهر إلى الاستخدام الواسع للمواد الكهروإجهادية في مجالات مثل أجهزة الاستشعار والمشغلات. على الرغم من أن الفولتية وسعات الحركة التي يولدونها صغيرة بشكل عام ، إلا أنها لا تزال تظهر إمكانات تطبيق مذهلة ، بما في ذلك تطوير أجهزة استشعار القوة أو الإزاحة.

تطبيقات التأثير الكهروإجهادي

يحتوي تأثير Piezoelectric على مجموعة واسعة من التطبيقات في مختلف المجالات ، بدءًا من الإلكترونيات الاستهلاكية إلى الأجهزة الطبية. على سبيل المثال ، في تكنولوجيا طباعة النافثة الحبر ، يتم استخدام المواد الكهروإجهادية لتحويل الإشارات الكهربائية إلى تحكم دقيق في فوهات الحبر ، وبالتالي تحقيق طباعة صور عالية الجودة. فيما يتعلق بالكشف الصوتي وتوليده ، تستخدم الهواتف الذكية تقنية كهروضوئية لتحويل الطاقة الصوتية للمستخدم إلى إشارات كهربائية ، ونقلها إلى هاتف آخر وتحويلها إلى أصوات يمكن التعرف عليها.

بالإضافة إلى ذلك ، تُستخدم تقنية Piezoelectric أيضًا لتوليد الترددات الإلكترونية ، وتوليد الجهد العالي ، والتركيز الفائق للمكونات البصرية. يمكن أن يدفع الفوهات والموجزات الصوتية بالموجات فوق الصوتية ، مما يدل على مزاياه في التحكم الدقيق والقياس. نظرًا لمجموعة واسعة من التطبيقات ، يستخدم تأثير Piezoelectric على نطاق واسع في مختلف الصناعات. على سبيل المثال ، يتم استخدامه في أجهزة الدخول بدون مفتاح ، وأجهزة إنذار الدخان ، وشاشات المريض ، وأجهزة استشعار الوسادة الهوائية ، وكاشفات الأسماك والعمق.

يلعب تأثير Piezoelectric العكسي دورًا في تطبيقات القيادة ، مثل المحركات والأجهزة للتحكم الدقيق في تحديد المواقع ، وتوليد إشارات الصوت والموجات فوق الصوتية. نظرًا لأن المواد الكهروإجهادية قد تمت دراستها في القرن العشرين ، فقد مكّن ظهور السيراميك الكهروضوئي القائم على أكاسيد المعادن والمواد الاصطناعية الأخرى المصممين من توظيف تأثير كهروضوئي وتأثير كهروضوئي عكسي في العديد من التطبيقات الجديدة. هذه المواد الكهروإجهادية عمومًا قوية جسديًا وخاملة كيميائيًا ، وهي غير مكلفة نسبيًا للتصنيع.

أنبوب السيراميك الكهروضوئي

على وجه الخصوص ، تعد السيراميك الكهروضوئي المصنوع من تركيبات الزركونات الرائدة والميتانيات الرصاصية السيراميك الكهروضوئي الأكثر استخدامًا اليوم بسبب حساسيتها العالية ودرجة حرارة التشغيل. يمكن تخصيص تكوين هذه المادة وشكلها وحجمها لتلبية متطلبات تطبيق معين ، مما يزيد من إمكانات تطبيق تكنولوجيا كهرضغطية.

معلومات عنا

Weifang Jude هي شركة تصنيع أنبوب سيراميك كهروضوي احترافية ، ملتزمة بتزويد العملاء بحلول مواد كهروإجهادية عالية الجودة. لدى الشركة معدات الإنتاج وفرق التقنية المتقدمة ، مع التركيز على البحث والتطوير وإنتاج أنابيب السيراميك الكهروضوئية من مختلف المواصفات ، والتي تستخدم على نطاق واسع في أجهزة الاستشعار والمشغلات ومعدات السونار.

ويفانج جود

نلتزم دائمًا بالابتكار الموجه نحو طلب العملاء والمستمر لتلبية متطلبات التطبيق لمختلف الصناعات. بفضل جودة المنتج الممتازة والدعم الفني المهني ، فاز Weifang Jude بسمعة طيبة في الأسواق المحلية والأجنبية ويلتزم بأن تصبح رائدة في صناعة السيراميك الكهروضوئية.