一个压电发电机基本上是一个类型的发电机,将一种形式的能量转换为另一种形式。发电机将机械能转换为电能,现代生活中有巨大的应用。

工作原理

这是一个重要的和创新的方法生成电能从机械能而不需要转动效应的发电机。因此,压电发电机提供了直接的电能转换成机械能的方法没有典型的旋转运动。因此,它没有运动部件,使它易于使用,紧凑的和可靠的。此外,这些特性使得调节压电发电机的信号更容易。

图1:图来代表压电发电机的工作[1]

压电发电机的机制包括一代的电偶极子和压电发电是基于它的操作。偶极子基本上是两个小距离的相反电荷分离像条形磁铁。如果力量应用于压电材料,有一个小的晶体结构变化引发的偶极子的形成。因此,电压出现在水晶面临着它提供了少量的费用。提取的电压可以用来充电电池或电源电路。整个过程也可能逆转,这是应用于压电蜂鸣器和超声波。

图2:压电代线路图[2]

石英是一种晶体的复合二氧化硅和它可以作为压电材料的一个很好的例子。

图3:压电石英[4]中生成的概念

日常生活应用

压电发电机用于按钮打火机和燃气烧烤烤架。他们使用了弹簧锤,可以将机械能应用到压电材料,能量被收集。

类型的压电发电机

单层压电发电机

这种类型的压电发电机是小而简单的,持久的,需要很少的维护。炉火分层压电发电机的例子是晶体压电发电机。

多层压电发电机

有不同的层数因此,在这种类型的压电发电机输出电流水平明显高于单一的层状压电发电机。多层压电发电机的例子有能源弹药和无线传感器等传感器,监测汽车的轮胎压力。

压电能量收集

压电发电机被设计用于大规模能量收获但它有很多限制。压电陶瓷有限能量输出,因此可能成本高昂才适合在任何大规模的能源获取应用程序使用。

能量收获与压电传感器

虽然压电发电机无法产生足够的电力但在汽车行业,它可以应用于提取最大的输出能量,功率可以得救。在这种情况下如果压电发电机可以操作的一些传感器需要小投入,这将是一个巨大的贡献至少在汽车和航空行业,因为特定的元素将不再提取主要的能量来源。

常用的压电材料

压电材料分为天然和人为产生的元素。一些好的例子压电元素声明如下:

天然材料

石英,罗谢尔盐(钠钾tartarate)和蔗糖

人为产生的材料

陶瓷、氧化锌、钛酸钡和锆钛酸铅。

压电发电机产生的电力

压电发电机所产生的最大功率是近2 mw,并可用于充电40 mah按钮电池在一小时。因此,可以应用于换能器压电材料交换电能和机械力。

压电发电机的效率

压电发电机将机械能转换为电能,转换效率37%。

压电发电机,优点和局限性

压电发电机的优点

• 压电发电机体积小,多才多艺,因为他们的公寓和灵活的形状。
• 压电发电机可以用来提取小能源例如如果传感器用于鞋类、一步压缩可以用来发电。将提取的能量将用于光或手机充电电池在紧急。
• 压电发电机非常有用提取浪费能源能源振动或小来源。
• 压电发电机提供了直接的电能转换成机械能的方法没有典型的旋转运动所以它紧凑的和可靠的。

缺点

• 压电发电机可以用来提取有限的权力。如果连续能量输出提取压电发电机,有必要将压电元件的振动和提取的权力是交流。因此,只有有限的电压可以转换为可用的交流电压。
• 压电材料不能用于静态测量和温度灵敏度。

考虑所有这些方面,它是更容易使用压电发电机为工业环境,有很多的机械振动操作小物联网微控制器用于监测目的。

结论

可以得出结论,压电发电机应用压电效应和执行转换机械能转化为电能。压电发电机提供了直接的电能转换成机械能的方法没有典型的旋转运动。因此,它没有运动部件,使它易于使用,紧凑的和可靠的。,压电发电机的输出功率较低,它发现应用程序提供电力低电流传感器从机械振动的来源。它提供了一个方法,收集的能量被认为是浪费能源。

引用:

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