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जब यांत्रिक तनाव के अधीन विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होती है तो पाइजिलेक्ट्रिक स्मार्ट सामग्री उत्पन्न होती है। इस विद्युत क्षेत्र की प्रतिक्रिया की गणना करने के तरीके को समझना उन उपकरणों को डिजाइन करने और विश्लेषण करने के लिए आवश्यक है जो इन सामग्रियों का उपयोग करते हैं। यह लेख इन गणनाओं को सही ढंग से करने के लिए एक स्पष्ट, कदम-दर-चरण दृष्टिकोण प्रदान करता है।
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पीज़ोइलेक्ट्रिक प्रभाव में विद्युत ऊर्जा में यांत्रिक ऊर्जा का प्रत्यक्ष रूपांतरण शामिल होता है। जब एक यांत्रिक शक्ति को पीज़ोइलेक्ट्रिक सामग्री पर लागू किया जाता है, तो यह एक विद्युत शुल्क उत्पन्न करता है। इसके विपरीत, एक विद्युत क्षेत्र को लागू करने से यांत्रिक विरूपण को प्रेरित किया जा सकता है।
चरण 1: गैदर सामग्री गुण
पीजोइलेक्ट्रिक सामग्री के प्रमुख गुणों की पहचान करें, जिसमें पीज़ोइलेक्ट्रिक गुणांक, ढांकता हुआ परमिट और लोचदार स्थिरांक शामिल हैं। ये पैरामीटर आमतौर पर निर्माता द्वारा प्रदान किए जाते हैं या सामग्री डेटाशीट में पाए जाते हैं।
Step 2: लागू करें यांत्रिक तनाव
यांत्रिक तनाव को निर्धारित करने के लिए सामग्री पर लागू किया गया, जो तनाव सेंसर के रूप में प्रतिनिधित्व किया गया। यह तनाव सामग्री को विकृत करने और विद्युत प्रतिक्रिया उत्पन्न करने का कारण बनता है।
चरण 3: गणना इलेक्ट्रिक विस्थापन
विद्युत विस्थापन के लिए यांत्रिक तनाव से संबंधित करने के लिए पीज़ोइलेक्ट्रिक कॉन्स्टिट्यूटिव समीकरणों का उपयोग करें। मूलभूत संबंध है:
D = ÉE + dT]
जहां D विद्युत विस्थापन है, ε अनुज्ञा है, E विद्युत क्षेत्र है, D piezoelectric गुणांक है, और T लागू तनाव है।
स्टेप 4: इलेक्ट्रिक फील्ड के लिए सोल्व
विद्युत क्षेत्र E के लिए हल करने के लिए समीकरण को पुनर्व्यवस्थित करें:
E = (D - dt) / ä ]
अतिरिक्त विचार
सुनिश्चित करें कि सीमा की स्थिति और सामग्री ज्यामिति सटीक गणना के लिए विचार कर रहे हैं। जटिल ज्यामिति या गैर-वर्दी तनाव वितरण के लिए संख्यात्मक तरीकों या परिमित तत्व विश्लेषण आवश्यक हो सकता है।