Piezoeffekt < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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Hallo!
Kann mir jemand sagen, inwiefern der piezoelektirsche Effekt von der Frequnez mit der der Kristall angeregt wird abhängt? Wird die erzeugte Spannung bei höherer Frequnez größer?
Lg
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:44 Mi 30.05.2007 | | Autor: | leduart |
Hallo
Wenn du einen Kristall zum Schwingen anregst, dann wird er in seiner Eigenfrequenz stark schwingen,(Resonanz) in anderen Frequenzen kaum. und die Größe der Spannung ist natürlich von der Amplitude der Schwinung abhängig.
Wenn die Amplitude bei 2 Frequenzen gleich ist, ist auch die Spannung gleich.
Gruss leduart
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Hmh, das fängt schon wieder an, Leduard...
Also, die Spannung ist erstmal proportional zur Verformung, und das völlig linear. Das heißt aber auch, daß die Spannung ausschließlich von der Auslenkung, also Amplitude abhängt. Mit steigender Frequenz bleibt die Amplitude eines Piezos gleich. Nur deshalb nimmt man Piezos doch auch als Tonabnehmer bei Schallplatten, denn die Spurrillen geben den Ton exakt an, und der Piezo überträgt das 1:1 in Spannung.
ABER, und jetzt kommt Leduards Antwort, so ein Piezo hat wie jeder andere Kristall (und nicht nur die) eine oder mehrere Resonanzfrequenzen. Diese kommen aber nur zum Tragen, wenn die Kopplung zwischen Erreger und Kristall nicht zu stark ist, da muß was federndes dazwischen. Jedenfalls beginnt der Kristall dann von alleine, sehr kräftig zu schwingen, und dann gibts auch ne hohe Amplitude in der Spannung.
Mehrere Resonanzfrequenzen gibt es, weil der Kristall auf unterschiedliche Weise schwingen kann. Und dann gibts meistens auch noch Oberschwingungen, also Schwingungen mit der doppelten, dreifachen oder noch höheren Frequenz.
Man sollte also darauf achten, daß so ein Tonabnehmer seine Resonanzfrequenz weit im Ultraschall hat, damit der Ton nicht vezerrt wird.
In einem Praktikumsversuch bei uns in der Uni wird ein Ultraschallsender und ein Empfänger benutzt, beide sind eigentlich baugleiche Piezos. Auf den einen werden verschiedene Frequenzen gegeben, und die Amplitude des anderen beobachtet. Bei einer resonanzfreqenz sendet der Senderpiezo besonders stark, und der Empfängerpiezo empfängt auch besonders stark. Letztendlich kann man mit diesem Aufbau etwa drei Resonanzfrequenzen finden, und zum Teil gelingt es sogar, die 7. Oberschwingung zu sehen(!).
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