پیزو الیکٹرک مواد کھیل کو تبدیل کرنے والی ایجادات کے لئے 80 کی دہائی کے اواخر سے اور راہ ہموار کرنے کے آس پاس موجود ہیں۔ کی شکل میں خدمت کرنا خواب عالمی جنگ میں یہ مواد اب ان کے لئے ایجاد کرنے والوں کی نگاہوں میں آگئے ہیں صوفیانہ خصوصیات . وائرلیس سینسر نیٹ ورکس ، چیزوں کا انٹرنیٹ 21 ویں صدی کے تکنیکی دور پر حکمرانی کرتا ہے۔ ان نیاپن کو جاری و ساری رکھنے کے لئے ، بجلی کی ضرورت سب سے بڑا چیلنج بن گیا ہے۔ ایک پائیدار ، قابل اعتماد ، قابل تجدید توانائی ذریعہ محققین کی وجہ سے بجلی کی کٹائی کرنے والی بجلی کاٹنے والوں کو ٹھوکر لگانی پیزو الیکٹرک مواد . آئیے ہم اس نئے دور کی تلاش کے لئے سفر پر روانہ ہوئے ہیں بجلی کاٹنے والوں
پیزو الیکٹرک میٹریل کیا ہے؟
کیا جاننا a پیزو الیکٹرک مواد کیا کسی کو یہ جاننا ہوگا کہ پائزوئیلیٹرک کی اصطلاح کا کیا مطلب ہے؟ میں پیزو الیکٹریکٹی اصطلاح 'پائزو' دباؤ یا تناؤ کا مطلب ہے۔ اس طرح پیزو الیکٹریکٹی 'میکانیکل تناؤ یا تناؤ کے استعمال سے پیدا ہونے والی بجلی' کی تعریف کی گئی ہے اور اس پراپرٹی کو ظاہر کرنے والے مواد کے زمرے میں آتے ہیں۔ پیزو الیکٹرک مواد . ان مواد کی دریافت کا سہرا جاتا ہے سر جیک کیوری (1856–1941) اور پیری کیوری (1859–1906) . کچھ کرسٹل معدنیات جیسے کوارٹج ، گنے کی چینی ، وغیرہ کے ساتھ تجربہ کرتے ہوئے… انھوں نے پایا کہ ان مواد پر طاقت یا تناؤ کا اطلاق عمل میں لائے جانے والے بوجھ کے تناسب کے ساتھ متضاد قطعات کی وولٹیجوں کو پیدا کرتا ہے۔ اس رجحان کو نام دیا گیا تھا براہ راست پیزوفییکٹ .
اگلے سال میں ، لیپ مین کنورج اثر کا پتہ لگایا جس میں کہا گیا ہے کہ ان میں سے ایک وولٹیج پیدا کرنے والے کرسٹل ، جب کسی برقی میدان سے دوچار ہوتا ہے تو ، اطلاق والے فیلڈ کی قطعات کے مطابق لمبا یا قصر ہوتا ہے۔ پیزو الیکٹرک مواد WW1 میں ان کے کردار کو تسلیم کیا گیا جب کوارٹز کو سونار میں بطور گونج استعمال کیا جاتا تھا۔ ڈبلیوڈبلیو 2 کی مدت کے دوران ، مصنوعی پائزوئیلیٹرک مادے کی کھوج کی گئی تھی ، جو بعد میں اس کی شدید نشوونما کا باعث بنی پیزو الیکٹرک ڈیوائسز . پیزو الیکٹرک مادے کے استعمال سے پہلے کسی کو یہ جان لینا چاہئے کہ ان مواد کو کیا خصوصیات بنا رہی ہیں۔
پیزو الیکٹرک میٹریل کی خصوصیات اور یہ کیسے کام کرتی ہے؟
پیزو الیکٹرک مواد کا راز ان کے منفرد جوہری ڈھانچے میں ہے۔ پیزوئیلکٹرک مواد آئونی طور پر منسلک ہوتے ہیں اور اس میں جوڑا کی شکل میں مثبت اور منفی آئن ہوتے ہیں جس کو یونٹ سیل کہتے ہیں۔ یہ مواد بطور فطرت میں دستیاب ہیں ایک anisotropic ڈائیالٹرک کے ساتھ غیر سینٹروسومیٹریک کرسٹل جعلی یعنی ان کے پاس بجلی کا کوئی مفت معاوضہ نہیں ہے اور آئنوں میں ہم آہنگی کا ایک مرکز نہیں ہے۔
براہ راست پیزولیکٹرک اثر
جب ان مواد پر مکینیکل تناؤ یا رگڑ کا اطلاق ہوتا ہے تو ایک دوسرے کے احترام کے ساتھ مثبت اور منفی آئنوں کی خالص نقل و حرکت کی وجہ سے کرسٹل کے جوہری ڈھانچے کی جیومیٹری تبدیل ہوجاتی ہے ، جس کے نتیجے میں برقی ڈوپول یا پولرائزیشن . اس طرح کرسٹل ڈائیالٹرک سے چارج شدہ مواد میں تبدیل ہوتا ہے۔ پیدا کردہ وولٹیج کی مقدار کرسٹل پر لاگو تناؤ یا تناؤ کی مقدار کے براہ راست متناسب ہے۔
براہ راست پیزولیکٹرک اثر
بات چیت پائزوئلیٹرک اثر
کب بجلی ان کرسٹلوں پر لاگو ہوتا ہے جو برقی ڈپولس ظاہر ہوتے ہیں ، ڈیوپول تحریک تشکیل دیتے ہیں جس سے کرسٹل کی خرابی ہوتی ہے ، اس طرح بات چیت کو جنم دیتا ہے۔ پیزو الیکٹرک اثر جیسا کہ اعداد و شمار میں دکھایا گیا ہے۔
بات چیت پائزوئلیٹرک اثر
مصنوعی پیزو الیکٹرک مواد
انسان سے بنا پیزو الیکٹرک مواد پسند ہے پیزو الیکٹرک سیرامکس بے ساختہ پولرائزیشن (فیروئلیکٹرک پراپرٹی) کی نمائش کریں۔ یعنی ڈوپول ان کے ڈھانچے میں موجود ہے یہاں تک کہ جب کوئی برقی فیلڈ نہ لگایا جائے۔ یہاں کی رقم پیزو الیکٹرک اثر تیار ان کا جوہری ڈھانچے پر مضبوطی سے انحصار کرتا ہے۔ اس ڈھانچے میں موجود ڈوپولس ڈومینز ریجنز کی تشکیل کرتے ہیں جہاں پڑوسی ڈپولس ایک ہی سیدھ میں ہوتے ہیں۔ ابتدائی طور پر ، یہ ڈومین تصادفی طور پر مبنی ہوتے ہیں لہذا اس سے قطبی قطعیت کا کوئی سبب نہیں ہوتا ہے۔
پیرووسکائٹ کرسٹل ڈھانچہ اوپر اور کیوری پوائنٹ کے نیچے
ان سیرامکس میں ایک مضبوط ڈی سی الیکٹرک فیلڈ لگا کر جب وہ اپنے کیوری پوائنٹ سے گزرتے ہیں تو ڈومین لاگو الیکٹرک فیلڈ کی سمت میں سیدھے ہوجاتے ہیں۔ اس عمل کو کہا جاتا ہے پول . کمرے کے درجہ حرارت کو ٹھنڈا کرنے اور لگائے گئے بجلی کے فیلڈ کو ہٹانے کے بعد ، تمام ڈومین اپنی واقفیت کو برقرار رکھتے ہیں۔ اس عمل کی تکمیل کے بعد ، سیرامک نمائش کرتا ہے پیزو الیکٹرک اثر . کوارٹج جیسے قدرتی موجودہ پیزو الیکٹرک مادے ظاہر نہیں ہوتے ہیں فیروئیلیٹرک سلوک .
پیزو الیکٹرک مساوات
پیزو الیکٹرک اثر کو مندرجہ ذیل کے ساتھ بیان کیا جاسکتا ہے پیزو الیکٹرک جوڑے کے مساوات
براہ راست پیزولیکٹرک اثر: S = sE .T + d۔ ای
بات چیت پائزوئیلیٹرک اثر: D = d.T + T.E
کہاں،
D = بجلی سے نقل مکانی کرنے والا ویکٹر
T = تناؤ ویکٹر
sE = مستحکم برقی فیلڈ کی طاقت پر لچکدار گتانکوں کا میٹرکس ،
ایس = تناؤ ویکٹر
mechanicalT = ڈائی الیکٹرک میٹرکس مستقل مکینیکل تناؤ پر
E = الیکٹرک فیلڈ ویکٹر
d = براہ راست یا بات چیت پیزو الیکٹرک اثر
مختلف سمتوں میں لگائے جانے والا برقی میدان پیزو الیکٹرک مواد میں مختلف مقدار میں تناؤ پیدا کرتا ہے۔ لہذا لاگو کھیت کی سمت جاننے کے لئے اعداد و شمار کے ساتھ ساتھ دستخطی کنونشن استعمال کیا جاتا ہے۔ سمت کا تعین کرنے کے لئے ، محور 1 ، 2 ، 3 یکساں طور پر ایکس ، وائی ، زیڈ پر استعمال کیے جاتے ہیں۔ پولنگ ہمیشہ 3 کی سمت میں لگائی جاتی ہے۔ ڈبل سبسکریٹ کے ساتھ گتانک برقی اور مکینیکل خصوصیات سے متعلق ہے جس کی سمت کو بیان کرنے والے پہلے سب اسکرپٹ کے ساتھ وولٹیج کا اطلاق یا چارج تیار کردہ کے مطابق برقی میدان۔ دوسرا سبسکرپٹ میکانی دباؤ کی سمت دیتا ہے۔
الیکٹرو مکینیکل کپلنگ گتانک دو شکلوں میں ہوتا ہے۔ پہلی فعل کی اصطلاح d ہے ، اور دوسری ہے سینسر اصطلاح g پیزو الیکٹرک گتانکوں کے ساتھ ان کی نشانیوں کی وضاحت کی جاسکتی ہے d33
کہاں،
d واضح کرتا ہے کہ لاگو تناؤ تیسری سمت میں ہے۔
3 مخصوص الیکٹروڈ 3rd محور کے لئے کھڑے ہیں۔
3 پیزو الیکٹرک مستقل کی وضاحت کرتا ہے۔
پیزو الیکٹرک میٹریل کس طرح کام کرتا ہے؟
جیسا کہ اوپر بتایا گیا ہے کہ پیزو الیکٹرک مادے کام کرسکتے ہیں دو طریقوں :
- براہ راست پیزو الیکٹرک اثر
- بات چیت پائزوئلیٹرک اثر
آئیے ان طریقوں کی اطلاق کو سمجھنے کے ل each ہر ایک کے لئے ایک مثال لیں۔
براہ راست پیزو الیکٹرک اثر کا استعمال کرتے ہوئے شفا یافتہ جنریٹر:
ڈارپا یہ آلہ فوجیوں کو پورٹیبل پاور جنریٹر سے آراستہ کرنے کے لئے تیار کیا ہے۔ جوتوں میں لگائے جانے والا پیزو الیکٹرک مواد جب فوجی چلتا ہے تو میکانی تناؤ کا سامنا کرتا ہے۔ براہ راست کی وجہ سے پیزو الیکٹرک پراپرٹی ، اس مکینیکل تناؤ کی وجہ سے مواد برقی چارج پیدا کرتا ہے۔ یہ چارج اس میں محفوظ ہے سندارتر یا بیٹریاں جس کے ذریعہ چلتے پھرتے ان کے الیکٹرانک آلات کو چارج کرنے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔
ہڑتال کے جنریٹر کو ٹھیک کرو
بات چیت پیزولی الیکٹرک اثر کا استعمال کرتے ہوئے گھڑیاں میں کوارٹج کرسٹل آسیلیٹر
گھڑیاں a کوارٹج کرسٹل . جب اس کرسٹل پر بیٹری سے بجلی کا اطلاق سرکٹ کنورورس پائزوئلیٹرک اثر ہوتا ہے۔ برقی چارج کے استعمال پر اس اثر کی وجہ سے ، کرسٹل 32768 بار فی سیکنڈ کی فریکوئنسی کے ساتھ جھلکنا شروع کردیتا ہے۔ سرکٹ میں موجود مائکرو چیپ ان دوئموں کو گنتی ہے اور فی سیکنڈ میں باقاعدہ پلس تیار کرتی ہے جو گھڑی کے دوسرے ہاتھوں کو گھما دیتی ہے۔
گھڑیاں میں استعمال شدہ بات چیت پیزو اثر
پیزو الیکٹرک مٹیریل کا استعمال
اس کے انوکھے ہونے کی وجہ سے خصوصیات ، پیزو الیکٹرک مواد مختلف تکنیکی ایجادات میں ایک اہم کردار حاصل کیا ہے۔
براہ راست پیزو اثر کا استعمال
- جاپان کے ٹرین اسٹیشنوں میں “ ہجوم فارم سڑک پر موجود پیزو الیکٹرک ٹائلوں پر 'پیدل چلنے والوں کے نقش قدم' کا تجربہ کیا گیا جہاں سے بجلی پیدا کی جاسکتی ہے۔
- 2008 میں ، لندن میں ایک نائٹ کلب نے پیزو الیکٹرک مٹیریل سے بنا پہلا ماحول دوست فرش بنایا جو لوگوں کو اس پر ڈانس کرنے پر بجلی کے لائٹ بلب تک بجلی پیدا کرسکتی ہے۔
- پیزو الیکٹرک اثر کو مکینیکل تعدد فلٹرز کے بطور کارآمد اطلاق ملتا ہے ، سطح دونک لہر کے آلات ، بلک دونک لہر کے آلات وغیرہ۔
- صوتی اور الٹراساؤنڈ مائکروفون اور اسپیکر ، الٹراسونک امیجنگ ، ہائیڈروفونز۔
- گٹار کے لئے پیزو الیکٹرک پک ، بائیوسینسرز پیس میکر کو طاقت کے لئے۔
- پیزو الیکٹرک عناصر سونار لہروں ، سنگل محور اور دوہری محوروں کی کھوج اور دریافت میں بھی استعمال ہوتے ہیں جھکاؤ سینسنگ .
روڈ ویز سے پیزو الیکٹرک اثر
بات چیت پیزوئلیٹرک اثر کے استعمال
- محرکات اور موٹرز
- مائکروسکوپز کے لینس میں مائیکرو صحت سے متعلق پلیسمنٹ اور مائیکرو صحت سے متعلق ایڈجسٹمنٹ۔
- پرنٹرز میں سوئی ڈرائیور ، منیچرورائزڈ موٹرز ، بیمورف ایکچیوٹرز۔
- آپٹکس میں عمدہ پوزیشننگ کے لئے ملٹی لائرڈ ایکچویٹرز
- آٹوموٹو فیول والوز وغیرہ میں انجکشن سسٹم…
کیمرے میں مائیکرو ایڈجسٹمنٹ کے طور پر پیزو الیکٹرک اثر
برقی اور مکینیکل فیلڈز کے جوڑے کے ذریعے:
- مواد کی atomistic ڈھانچے کی تحقیقات کے لئے.
- ساختیاتی سالمیت کی نگرانی اور سول ، صنعتی اور ایرو اسپیس ڈھانچے میں ابتدائی مرحلے میں خرابیوں کا پتہ لگانا۔
پیزو الیکٹرک مواد کے فوائد اور حدود
پیزو الیکٹرک مواد کے فوائد اور حدود میں مندرجہ ذیل شامل ہیں۔
فوائد
- کسی بھی درجہ حرارت کے حالات میں پیزو الیکٹرک مواد چل سکتا ہے۔
- ان کی تعداد کم ہے کاربن اثرات انھیں فوسل ایندھن کا بہترین متبادل بنانا۔
- ان مادوں کی خصوصیات انہیں بہترین توانائی کاشت کار بناتی ہیں۔
- کمپن کی شکل میں ضائع شدہ غیر توانائی بخش توانائی کو گرین توانائی پیدا کرنے کے لئے ٹیپ کیا جاسکتا ہے۔
- ان مواد کو دوبارہ استعمال کیا جاسکتا ہے۔
حدود
- کمپن کے ساتھ کام کرتے ہوئے یہ آلات ناپسندیدہ کمپن لینے کا خطرہ رکھتے ہیں۔
- جب فرشوں اور سڑکوں سے توانائی کو نلکنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے تو مزاحمت اور استحکام آلات پر حدود کا اطلاق کرتے ہیں۔
- پیزو الیکٹرک مواد اور فرش کے مادے کی سختی کے مابین مطابقت نہیں ہے۔
- ان آلات کی کم معلوم تفصیلات اور آج تک کی جانے والی تحقیق کی مقدار ان آلات کے مکمل استعمال سے فائدہ اٹھانے کے لئے کافی نہیں ہے۔
چونکہ یہ کہا جارہا ہے کہ 'ضرورت ایجاد کی ماں ہے' جلدی سے پاک ہماری کم ضرورت ، کاربن کے زیر اثر توانائی کی کٹائی کا آلہ لے کر آیا ہے پیزو الیکٹرک مواد ایک بار پھر روشنی میں. یہ مواد اپنی حدود کو کیسے دور کرسکتے ہیں؟ کیا ہم کسی ایسے مستقبل کی طرف جا رہے ہیں جہاں سفر کرنے کے لئے استعمال ہونے والے ایندھن کی مقدار کے بارے میں فکر کرنے کی بجائے ، ہم صرف اپنی کار سے پیدا ہونے والی بجلی کی مقدار کے بارے میں ہی حیران ہوں گے؟ آپ کیا سوچتے ہیں؟ آپ کے لئے ایک سوال یہ ہے ، بہترین پیزو الیکٹرک مواد کون سا ہے؟
