Байдуллаева Қазақтіліне аударғандар Н. М. Алмабаева, Г. Е. Байдуллаева, К. Е. Раманқұлов Мәскеу и з д а т е л ь с к а я г р у п п а «гэотар-медиа» 1 9



Pdf көрінісі
бет155/387
Дата10.12.2023
өлшемі28,1 Mb.
#135579
1   ...   151   152   153   154   155   156   157   158   ...   387
Байланысты:
Ремизов А.Н. Медициналық және биологиялық физика (1)

п ьезо эф ф ек т ).
Көлденең (14.24-сурет) және бойлык (14.25-сурет) пьезоэффект болып 
ажыратылады. Стрелкалар кристалға эсер ететін күштерді көрсетеді. Дефор­
мация өзгерген кезде, мысалы, сығылғаннан созылуға ауысканда пайда болған 
поляризациялык зарядтардың белгісі де өзгереді.
Пьезоэлектрлі эффект элементар кристалл ұяшыктар мен механикалык 
деформацияда бір-бірімен салыстырғанда торшалар ығысуына негізделген. 
Онша үлкен емес механикалык деформацияда поляризация олардың шама- 
сына пропорционал. Пьезоэффект кварцта, сегнетті түзда және элементар тор 
ұяшыктар симметрия центрі болмаған кезде баска кристалдарда пайда болады. 
Пьезоэффектіні көрсету үшін 14.26-суретте бейнеленген сызбадағы кондыр- 
ғыны пайдаланады. Пьезоэлектрлі қасиетке ие, 
К
кристалға Я неон шам арқы- 
лы тұйықталған 
М
металл пластиналар орнатылған. Осы шам онша үлкен емес 
тоқ күшін жұмсайды және белгілі бір кернеуде жанады, яғни өзіндік кернеу 
индикаторы болып табылады.
Кристалға соккы тигенде (деформацияда) оның жактарындағы кернеу туа- 
ды, ал ол металл пластиналарда және неон шамында жаркылдайды.
Қарастырылып отырған тура пъезоэлектрлі эффектімен катар кері пьезоэф­
фект байкалады: кристалға электр өрісін қойғанда соңғысы деформациялана- 
ды. Тура және кері — екі пьезоэффекті де механикалык шаманы электрлікке 
түрлендіру немесе керісінше жағдайларда колданылады. Тура пьезоэффектіні 
медицинада — датчиктерде тамыр соғысын тіркеуде, техникада — адаптерлер- 
де, микрофондарда және вибрация үшін, ал кері пьезоэффект — механикалык 
тербелістер мен ультрадыбысты жиілікті толкын алу үшін пайдаланылады.


1 4 . 2 4 - с у р е т
1 4 . 2 5 - с у р е т
1 4 . 2 6 - с у р е т
Маңызды пъезоэффект сүйек үлпаларында ығысу деформациясы бар кезде
паида
болады. Эффектінің себебі — коллагеннің деформациясы — дәнекер ұл- 
паның негізгі нәруызы. Сол себептен пьезоэлектрлі касиетке сонымен қатар 
сіңір мен тері ие.
Қалыпты функционалды жүктемеде, сонымен катар сүйек кұрылымында- 
ғы дефектілерінің болмауы тек сығылу — созылу деформациясы болады және 
пьезоэффект болмайды. Қалыпсыз кезде ығысу деформациясы және пьезоэф- 
фектісі пайда болады. Ол тұракты жүретін сүйектегі бүліну және калыптасу 
үдерістеріне эсер етеді және ығысудың жоғалуына (архитектура және сүйек 
пішінін өзгертеді) жәрдемдеседі. Пьезоэффекті екі мүмкін болатынәсер ме- 
ханизмін көрсетеді: а) электр өрісі коллагенді өндіретін жасушалардың бел- 
сенділігін өзгертеді және б) электр өрісі макромолекулаларды орналастыруға 
катысады. Осы сұрактың зерттеуімен В.Ф. Чепель айналысты.
14.8. ЭЛЕКТР ӨРІСІНІҢ ЭНЕРГИЯСЫ
Зарядтар немесе зарядталған денелер жүйесі, зарядталған конденсатор 
энергияға ие. Оған мысалы, конденсаторды шам аркьиіы разрядтағанда көз 
жеткізуге болады, оған жалғанған шам жанады. Конденсатор өрісінің энер- 
гиясын есептейміз. Оны зарядтау үшін бірнеше рет 
dq
оң заряд бір астарынан 
екіншісіне тасымалданады. Оның ауыстыруына карай конденсатордың астар- 
ларының арасындағы кернеу артады. Конденсаторды зарядтау үшін 
конденса­
тор энергиясына
тең күшке карсы электр өрісін жасау кажет:
Е =А.
ЭЛ
Өріске карсы күш зарядты орын ауыстыратын элементар жұмыс мына- 
ған тең:
cL4 = 
U-dq.
dq
зарядты конденсатордың бір астарынан екіншісіне тасымалдау оны d
U
кернеуді өзгертеді, және сонда электр сыйымдылык үшін формуладан мынаны 
жазамыз: 
dq = C dU,
сонымен 
dA = C U dU.
Осы тендікті 
U0 =
0 шегінен кандай да бір 
U
соңғы шамасына дейін интег- 
ралдап, 
зарядталған конденсатордың өріс энергиясының
өрнегін табамыз:
А = Е^ = С -ІР /
2, 
(14.43)


немесе С = 
q /U
ескеріп:
E ^ = q U / 2 = qV(2Q.
(14.44)
Егер кернеу көзінен ажыратылған конденсатордың астарларында зарядты 
өзгертпесек, оның пластиналарын /,-ден /2-ге дейін козғалтсак, онда электр 
сыйымдылығы азаяды. (14.44) өрнегінен көргеніміздей конденсатор энергия- 
сы электр өрісі (14.27-сурет) алып жаткан көлемнін артуымен өседі, ал өріс 
кернеулігі тұракты болып қалады. Осыдан зарядталған конденсатордың энер- 
гиясы электр өрісі алып жатқан көлемге жинакталған.
Электр өрісінің энергиясының болуын айнымалы электромагниттік өрістің 
мысалында (аракашыктыкка сигналды тарату, жарыктың кысымы және т.с.с.) 
түпкілікті түрде түсіндіруге болады.
Өріс энергиясын оның сипатамалары аркылы өрнектейміз. Осы максатта
(14.14) өрнегінен жазык конденсатордың сыйымдылығы мен кернеуін койып,
(14.43) өрнекті түрлендіреміз:
— ere0 Е1 V/2,
(14.45)
мұндағы 
V

SI —
электр өрісі алып жаткан көлем.Жазык 
конденсатордың электр өрісі біртекті, (14.45) көлемге бөліп 
және өріс энергиясының көлемдік тығыздығын аламыз:
шэл = еге0 £72. 
(14.46)
Көлемдік тығыздыктың өлшемі 
болып 
джоульдің
метрдің кубына
катынасы алынады (Дж/м3). Қорыта айт-
канда (14.46) формуласы біртекті электр өрісі үшін дұрыс, сонда ол нүктедегі 
энергияның көлемдік тығыздығын өрнектейді. Осы өрістің энергиясы (14.46) 
формуласына сәйкес көлем бойынша интегралдап табуға болады:
Е = ~
f e
E1dV.
ЭЛ 

J Г
z
V
Жалпы жағдайда салыстырмалы диэлектрлік өтімділік ортаның әр нүк- 
тесінде әртүрлі, яғни координатаға тәуелді, сол себептен осы формуладағы 
ег
интегралдың таңбасына кіреді.
+ ст 
- а


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   151   152   153   154   155   156   157   158   ...   387




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет