Der piezoelektrische Der piezoelektrische EffektEffekt

Anke BuschAnke Busch

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InhaltInhalt

EinführungEinführung TheorieTheorie AnwendungAnwendung BeispieleBeispiele

BergkristallBergkristallelektrische Feuerzeugelektrische FeuerzeugTongeberTongeber

ZusammenfassungZusammenfassung

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EinführungEinführung

piezein = drückenpiezein = drücken 1880 von Pierre und Jacques Curie 1880 von Pierre und Jacques Curie

entdecktentdeckt Verbindung zwischen Mechanik und Verbindung zwischen Mechanik und

ElektrostatikElektrostatik

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Der BergkristallDer Bergkristall

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Der BergkristallDer Bergkristall Ergebnis:Ergebnis:

Wie groß ist die Spannung am Bergkristall?Wie groß ist die Spannung am Bergkristall?

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EinführungEinführung

Nur möglich bei nichtleitenden Nur möglich bei nichtleitenden MaterialienMaterialien

Bei natürlichen Stoffen besonders Bei natürlichen Stoffen besonders groß:Beispiele: Quarz, Bariumtitanat, groß:Beispiele: Quarz, Bariumtitanat, Lithiumniobat, Rohrzucker,…Lithiumniobat, Rohrzucker,…

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TheorieTheorie

Prinzip:Prinzip:Durch mechanischen Druck werden Durch mechanischen Druck werden

die positiven und negativen die positiven und negativen Ladungsschwerpunkte im Gitter so Ladungsschwerpunkte im Gitter so verschoben. Man kann also sagen, verschoben. Man kann also sagen, dass das Material polarisiert wird.dass das Material polarisiert wird.

Umgekehrt, wird ein elektrisches Feld Umgekehrt, wird ein elektrisches Feld an den Kristall angelegt, so ändert an den Kristall angelegt, so ändert sich seine Dimensionensich seine Dimensionen

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Theorie Theorie

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Theorie -umgekehrter Effekt-Theorie -umgekehrter Effekt-

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Noch mal: Der BergkristallNoch mal: Der Bergkristall Ergebnis:Ergebnis:

Wie groß ist die Spannung am Bergkristall?Wie groß ist die Spannung am Bergkristall?

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AnwendungAnwendung

Piezoelektrische EffektPiezoelektrische EffektFeuerzeugFeuerzeugTastaturTastaturGlasbruchsensorGlasbruchsensorBeschleunigungsmessungBeschleunigungsmessung

Umgekehrter EffektUmgekehrter EffektSignalgeber/ TongeberSignalgeber/ TongeberLautsprecherLautsprecher

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Erklärung einigerErklärung einigerAnwendungenAnwendungen

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Piezolautsprecher-Funktionsweise-

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Der TongeberDer Tongeber

Anwendung: Anwendung: Rauchmelder, Rauchmelder, Armbanduhr, Armbanduhr, Handylautsprecher, Handylautsprecher, alles, was summen alles, was summen kannkann

www.conrad.dewww.conrad.de

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Der Tongeber Der Tongeber

Funktionsweise:Funktionsweise:Auf Piezokristall liegt eine MembranAuf Piezokristall liegt eine MembranDurch das Anlegen einer Durch das Anlegen einer

Wechselspannung wird der Kristall in Wechselspannung wird der Kristall in eine Schwingung versetzteine Schwingung versetzt

Die Schwingung wird auf die Die Schwingung wird auf die Membran übertragenMembran übertragen

Dadurch entsteht ein Ton Dadurch entsteht ein Ton

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Das elektrische FeuerzeugDas elektrische Feuerzeug

Aufbau:Aufbau:

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Das elektrische Feuerzeug

Schaltung:

21

21

21

RRRIIIUUU

IUR

Gesetze:

→2

1

2

1

RR

UU

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Das elektrische FeuerzeugDas elektrische Feuerzeug

Ergebnis:Ergebnis:

Wie groß ist die Spannung am Feuerzeug?Wie groß ist die Spannung am Feuerzeug?

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Zusammenfassung

Der piezoelektrische Effekt ist ein einfacher Effekt, bei dem aus einem mechanischen Druck eine elektrische Spannung entsteht.

Bei einem einfachen Feuerzeug können so Spannungen bis zu 400V entstehen.

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QuellenQuellen

Physik für Studenten der Natur- und Physik für Studenten der Natur- und Ingenieurwissenschaft; Heribert Stroppe; 2005 Carl Ingenieurwissenschaft; Heribert Stroppe; 2005 Carl Hansen VerlagHansen Verlag

Grimsehl; Lehrbuch der Physik Bd.3; 1954 Teubner Grimsehl; Lehrbuch der Physik Bd.3; 1954 Teubner Verlagsgesellschaft LeipzigVerlagsgesellschaft Leipzig

www.conrad.de http://www.wundersamessammelsurium.info/elektrisch

es/piezoelektrizitaet/index.html http://www.piezo.de/pdf/PIC_Piezoelektrische_Material

ien_c.pdf http://www.chemiephysikskripte.de/quarz/quarz.htm www.wikipedia.de