elektriciteit: Piëzo-elektrisch effect

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 407

elektriciteit: Pi

ok effe de situatie schetsen.

ik zit dit jaar in mijn laatste jaar secundair onderwijs ( België ) en ben bezig met een Geïntegreerde proef ( GIP of ook eindwerk genoemd ) het 'leuke' aan mijn richting is je bent volledig vrij om je onderwerp te kiezen en we moeten ook geen praktisch deel doen.

Dus ik kies voor het bespreken van Horloges die gebruik maken van kwartskristallen.

zoald de meeste wel zullen weten zijn kwartkristallen piëzo-elektrisch. wat wil zegen dat wanneer er een druk op de kristallen wordt uitgeoefend, komt er een spanning vrij over de oppervlakte van het kristal en ook omgekeerd wanneer je een spanning op het kristal zet gaat het kristal 'uitzetten', trillen.

nu is mijn vraag. hoe verklaar je dat kwartskristallen Piëzo-elektrisch zijn. je kan wel waarnemen dat deze Piëzo-elektrische eigenschapen hebben en dat bijvoorbeeld hout die eigenschappen niet heeft. maar waardoor komt dit specifiek? iemand een idee?
I know not with what weapons World War III will be fought, but World War IV will be fought with sticks and stones.

_-'-.Albert Einstein.-'-_

Gebruikersavatar
Berichten: 24.578

Re: elektriciteit: Pi

Misschien heb je hier iets aan, meer bepaald onder Crystal classes.
"Malgré moi, l'infini me tourmente." (Alfred de Musset)

Berichten: 481

Re: elektriciteit: Pi

Dat ene GIP, komt dat overeen met de Nederlandse profielwerkstuk?
Procrastination is like masturbation; it's all fun and games till you realize you just **** urself..

Correct me if I'm wrong.

Berichten: 407

Re: elektriciteit: Pi

Dankje TD! daar vind ik het meeste wel in terug :)

euhm heezen ik heb geen idee wat jullie Profielwerkstuk inhoud dus daar kan ik niet op antwoorden.
I know not with what weapons World War III will be fought, but World War IV will be fought with sticks and stones.

_-'-.Albert Einstein.-'-_

Gebruikersavatar
Berichten: 9.240

Re: elektriciteit: Pi

Je kunt hiet de kristalstructuru van sommige materialen, en meer specifiek, de phononen, de schuld van geven.

Dat is leuk, want meestal als ik over phononen ga beginnen, kan ik meteen wel ophouden, dat is namelijk geen makkelijke materie. (het zijn trouwens trillingen van electrische velden in de kristalstructuru)

Even een samenvattinkje van wikipedia

We hebben het dus over kristallen, sommige materialen hebben een kristal structuur, diamant bijvoorbeeld, maar ook ijzer en koper, en silicium natuurlijk.

Een kristalstructuur is monokristallijn, wat betekend dat een kleine structuur, 8 atomen op de hoeken van een cubus bijvoorbeeld, steeds herhaalt wordt. De atomen zijn dus geordend. Als je bier in de koelkast wil stapelen doe je dat ook op zo'n manier dat de flessen op de hoeken van een ruit liggen.

Bij een piezoelectrisch kristal, zijn er per kristal (dat steeds hethaalt wordt in elke richting) een positieve en negatieve lading verdeling, ofwel een klein elektrisch veld. Vergelijkbaar met een dipool, bijvoorbeeld water. Idem als water, is het piezoelektrisch materiaal globaal gezien elektrische neutraal, elk E-veld wordt door een ander, omgekeerd E-veld opgeheven.

Als een mechanische kracht wordt aangebracht, verdwijnt deze simetrie van positieve en negatieve E-velden, het ligt er dus aan van welke kant je er op drukt. Het dipoolmoment van het ene kristal word vergroot terwijl die van het andere verkleint wordt, waardoor je globaal gezien een electrisch veld, en dus een potentiaal verschil krijgt.

Berichten: 407

Re: elektriciteit: Pi

Dus wat je eigenlijk wil zeggen is dat in het begin het kristal geen lading heeft. maar doordat er een druk op uitgeoefend wordt zal de structuur van het kristal iets vervormen en daardoor krijg je een spanning?
I know not with what weapons World War III will be fought, but World War IV will be fought with sticks and stones.

_-'-.Albert Einstein.-'-_

Gebruikersavatar
Berichten: 9.240

Re: elektriciteit: Pi

Niks geen lading, oneven verdeling van electronen en positieve atomen. Zoals bij een water, is er een dipoolmoment, bij een piezoelektrisch kristal zijn deze 'dipoolmomenten' simmetries geordent (ze heffen elkaar op, globaal gezien geen E-veld), als je in een bepaalde richting de vorm van de krital verandert, is de simetrie weg, en krijgen we een E-veld, in een bepaalde richting.

Omdat structureel te zien moet je de kristalstructuur er bij halen.

Berichten: 407

Re: elektriciteit: Pi

dus als ik nu bijvoorbeeld voor kwarts dit wil beschrijven zou ik de structuur van een kwartskristal moeten tekenen op atominaire basis :) of vergis ik mij weer ..
I know not with what weapons World War III will be fought, but World War IV will be fought with sticks and stones.

_-'-.Albert Einstein.-'-_

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 51.265

Re: elektriciteit: Pi

http://www.americanpiezo.com/piezo_theory/

ik vind deze wel duidelijk.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

Berichten: 407

Re: elektriciteit: Pi

Heel erg bedankt :)
I know not with what weapons World War III will be fought, but World War IV will be fought with sticks and stones.

_-'-.Albert Einstein.-'-_

Berichten: 52

Re: elektriciteit: Pi

Somminge kristallen zijn dan ook weer pyroelektrisch en piëzoelektrisch of alleen pyroelektrisch.

Pyroelektrisch wilt zeggen dat er een spanning over het kristal komt wanneer haar temperatuur verandert.

Wanneer men deze opstelt in een vacuum kamer kan men zeer hoge spanningen verkrijgen zonder dure apperatuur.

http://www.binghamton.edu/physics/Brownrid...e%20Summary.pdf

Een buitengewoon mooi experiment dat men hiermee gedaan heeft is een opstelling voor koude kernfusie. Welliswaar zonder energiewinst.

http://cecelia.physics.indiana.edu/journal...nature03575.pdf

Berichten: 1

Re: elektriciteit: Pi

hallo,

ik zit ook in mijn laatste jaar secundair onderwijs en heb ook een onderwerp gekregen voor mijn GIP. Namelijk piëzo elektrische aandrijvingen. In een eindwerk is het de bedoeling om dieper in te gaan op bepaalde dingen dus ook op de structuur van het kristal, de fysieke en andere kenmerken ervan enz. DePurpereWolf, ik zag dat jij tamelijk veel wist over de kristallen en sommige termen als 'dipoolmoment' en 'E-veld' zeggen mij wel iets maar ik zou er dus graag meer over weten. Ik zit nog net in de fase dat ik informatie en bronnen moet verzamelen en ben op dit forum terecht gekomen, ik zou zo vragen kunnen stellen maar dat vraag tijd van ons beiden en een forum kan ik niet echt inbrengen als een betrouwbare bron denk ik dus heb jij misschien documentatie over dit onderwerp of links van betrouwbare websites (wikipedia mag ik niet gebruiken als geldige bron) ik heb uiteraard al verschillende uren gesurft maar echt veel concrete informatie heb ik niet gevonden. Kan en wil jij mij helpen of iemand anders die mij nuttige informatie kan verschaffen over mijn onderwerp :)

Reageer