Die Aktorik behandelt elektrisch und elektronisch erzeugte Effekte.
Als Beispiele dienen hier Peltier-Elemente, Piezos, Mikrofone und Lautsprecher.
Was Sie im Kapitel 11 lernen:
- Kühlung durch elektrischen Strom mit Peltier-Elementen
- Steuer- und Leistungs-Elektronik für Peltier-Elemente
- Piezos: direkter und inverser Piezo-Effekt
- Piezo als Generator: Kraft- und Druck-Messer, Elektret-Mikrofon
- Piezo als Motor: Piepser (Beeper)
- Piezo-Dynamik: Resonanz-Frequenz und Dämpfung
- Der Piezo als Vierpol
- Akustik: Schallpegel-Messung
- Schall-Schnelle und Schall-Impedanz
- Dynamischer Lautsprecher und dynamisches Mikrofon
- Lautsprecher-Frequenzgänge: Hochtöner, Mitteltöner, Tieftöner
- Schall-Übertragung mit Lautsprecher und Mikrofon
Warum Sie Kapitel 11 lesen sollten:
- Zur Simulation von Aktoren werden Kenntnisse aus vielen Bereichen der Physik benötigt. Hier z.B. aus der Mechanik, dem Elektro-Magnetismus, der Pneumatik und der Elektronik. Deshalb sind Beispiele mit Aktoren bestens zum Erlernen der Simulations-Verfahren geeignet.
- Die meisten Aktoren können auch als Sensoren dienen. Aus Generatoren werden Motoren. Dann ändern sich die steuernden und gesteuerten Signale in der Struktur. Das zu erkennen erfordert systematisches Denken, das für die Strukturbildung und Simulationen unerlässlich ist.
Beispiel Piezo-elektrische Transformer (PZT's)
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PZT's sind Kondensatoren mit stark
polarisiertem Dielektrikum. Legt man
eine Spannung an die Beläge, so
ändert sich die Dicke des Dielektrikums
(direkter piezo-elektrischer Effekt).
Übt man bei kurzgeschlossenen
Belägen einen Druck auf sie aus, so
ändert sich der Abstand und Ladungen
werden verschoben (inverser piezo-elektrischer Effekt). |
Anwendung des Piezos
Piezo als Motor: Antriebs-Konstante ca. 1nm/V
- Lautsprecher (Beeper)
- Mikro-Antriebe zur Einstellung von Spiegel-Abständen
- Ultraschall (Trocken)-Reiniger
- Doppler-Sonographie (Röntgen mit Schall)
- Tintenstrahl-Drucker
Piezo als Generator: Ladungs-Verschiebung ca. 1µAs/µm
- Elektret-Mikrofon
- Tonabnehmer
- Quarzuhr
- Personenwaagen
Piezo als Motor (direkter Piezo-Effekt)
Piezo als Generator (inverser Piezo-Effekt)
