晶体的压电性质机电耦合与压电振子
晶体的压电性质 机电耦合与压电振子
机电耦合系数k衡量压电体机一电能量转换能力的重要参数：加上外力到压电体上，外力使晶体形变，通过压电效应把输入的部分机械能量转换为电能，外力所做的机械功只有一部分转换为电能，其余部分使压电体变形，以弹性能形式储存在压电体中：对压电体加上电场，通过逆压电效应把输入的电场能一部分转换为机械能，其余部分使压电体极化，以电能形式储存在压电体中
机电耦合系数k ➢ 衡量压电体机—电能量转换能力的重要参数； ➢ 加上外力到压电体上，外力使晶体形变，通过压电效 应把输入的部分机械能量转换为电能，外力所做的机 械功只有一部分转换为电能，其余部分使压电体变形 ，以弹性能形式储存在压电体中； ➢ 对压电体加上电场，通过逆压电效应把输入的电场能 一部分转换为机械能，其余部分使压电体极化，以电 能形式储存在压电体中
机电耦合系数k机电耦合系数机电转换获得的能量K输入总能量7E在垂直于压电体Z轴方向上镀电极
机电耦合系数k ➢ 机电耦合系数 输入总能量 机电转换获得的能量 = 2 k 在垂直于压电体Z轴方向上镀电极 Z E
机电耦合系数k短路，在Z轴方向加上应力X产生应变x3，在单位体积内应力X，作功：CEx?=Wi+W2 -X3SS33A2Slope =Sp2BS3为短路弹性柔顺常数Slope=St然后使电极开路，再撤去X，x沿C-XAB降到零通过逆压电效应造成的，应力撤除时释放的弹性能DY2=W233S33为开路弹性柔顺常数
机电耦合系数k − X3 3 − x O C A B W2 W1 D Slope = S33 E Slope = S33 短路，在Z轴方向加上应力X3产生 应变x3，在单位体积内应力X3作功： 1 2 2 0 3 3 3 3 3 2 1 2 1 W X x s X W W E = = = + 为短路弹性柔顺常数 E s33 然后使电极开路，再撤去X3，x3沿 AB降到零通过逆压电效应造成的，应力 撤除时释放的弹性能: 2 2 33 3 2 1 W s X W D e = = 为开路弹性柔顺常数 D s33
机电耦合系数k根据定义可得：W-WW.EE2LCKS33S33L3333W.W+W
机电耦合系数k e E D E s s s W W W W W W k 3 3 3 3 3 3 1 2 1 0 2 0 3 3 = ( − )/ + = − = 根据定义可得：