Пьезоэлемент

Применение

Любой пьезоэлемент можно использовать в современных технических устройствах разного назначения. Они применяются в качестве кварцевых резонаторов, миниатюрных трансформаторов, пьезоэлектрических детонаторах, генераторах частоты с высокой стабильностью и во многих других местах. Каждый прибор устроен таким образом, что в нем может использоваться не только кристаллический кварц, но и элементы из поляризованной пьезокерамики.

Однако пьезоэлемент не ограничивается одними лишь зажигалками. В настоящее время ведутся работы по решению задачи, как сделать использование этих материалов более продуктивным. Данный принцип достаточно давно применяется на танцевальных площадках и стоянках автомобилей, где под давлением происходит превращение механической энергии в электрическую.

В перспективе возможно устройство более мощных энергодобывающих систем. В настоящее время разрабатываются генераторы, обладающие небольшими размерами, основой которых служит нитрид алюминия, успешно заменивший традиционный цирконат-титанат свинца. Данное устройство по своей сути является беспроводным температурным датчиком, способным накапливать энергию от различных вибраций и передавать полученные данные через установленные промежутки времени.

В настоящее время преобразователи на базе пьезоэлементов устанавливаются на реактивные самолеты. Данное техническое решение дает возможность экономии до 30% топливных ресурсов, используя колебания крыльев и самого фюзеляжа. Созданы экспериментальные светофоры, работающие от аккумуляторов, заряжающихся от колебаний воздуха, вызванных городским шумом.

В будущем эти разработки позволят ликвидировать дефицит мощностей. С помощью пьезоэлементов станет возможно получать электричество в результате движения автомобилей по специально оборудованным трассам. Даже десять километров такой пьезодороги выдадут около 5 МВт/час. Тротуары для пешеходов также внесут свой вклад в добычу электроэнергии

Данное направление очень интересное и перспективное, привлекающее внимание ученых многих стран. https://www.youtube.com/watch?v=Kwyt618tbv0

Диммер – что это, принцип действия светорегулятора, преимущества и недостатки, область применения, схема подключения устройства

Что такое пьезоэлектрический эффект

Фоторезистор: основные параметры

Клетка Фарадея

Для чего нужно УЗО

Гальваническая развязка

Разновидности зажигалок и их устройство

Чтобы зажечь газовую плиту, можно воспользоваться спичками, но лучше всего применить зажигалку. Ее пламя более устойчивое, а длинная трубка (носик) позволяет поджечь газ даже в самых труднодоступных местах, сводя риск обжечься к минимуму. Вообще зажигалка – это специальное компактное устройство, предназначенное для создания пламени или искры. Огонь получается в результате воспламенения топлива от высеченной искры. В зависимости от принципа работы можно выделить следующие разновидности устройств:

• газовые;
• электрические;
• пьезозажигалки;
• электронные.

Именно эти виды в основном используются для газовой плиты. Однако конфорку можно поджечь любой зажигалкой, которая есть под рукой. Кроме вышеперечисленных существуют еще сигарные, каминные, трубочные и другие разновидности.

На газу

Это наиболее распространённый и бюджетный тип зажигалок. В их конструкцию входит баллон с газом, удлиненная трубка для подачи топлива к носику, а на конце элемент для генерации искры: кремний или кристалл. Чтобы включить это устройство, достаточно нажать на кнопку, которая одновременно открывает клапан подачи газа и дает искру.

Кремниевый принцип поджигания основан на трении металлического колесика с насечками о кремний, в результате чего получается искра. Однако эта технология по истечению времени перестает работать, так как кремний стирается и требует замены. В случае с кристаллом имеется ввиду пьезоэлемент, подробное описание которого будет приведено ниже.

Газовые зажигалки могут быть одноразовыми или многоразовыми. В первом случае после окончания топлива ее нужно выбросить. Во втором варианте продлить срок службы устройства позволяет специальный клапан в емкости с газом. С его помощью можно заправлять зажигалку самостоятельно вручную по мере необходимости.  Для этого используются газовые баллоны с различными насадками, которые продаются в любом магазине.

От электричества

Электрозажигалка питается от сети  в 220 вольт. Она представляет собой корпус, с одной стороны которого подсоединен шнур с вилкой для розетки, а с другой — металлический носик. Такое устройство не создает пламя, а только дает электрический разряд для газовой конфорки. Чтобы получить огонь, нужно подсоединить зажигалку к розетке, затем поднести носик к конфорке, включить на плите газ и нажать кнопку на устройстве. На его конце появится электрическая дуга, которая и будет искрой.

Электрическая зажигалка более дорогая и солидная, зато имеет практически неограниченный срок службы. Однако ее удобство сильно ограничено размером шнура, который будет постоянно занимать часть рабочего пространства.

С пьезоэлементом

Наиболее безопасная и неприхотливая зажигалка для газовой плиты – вариант из пьезоэлемента. Она создает электрический разряд без какого-либо трения или энергии, а благодаря сжатию монокристалла. Этот пьезо-эффект был открыт еще в 1880 г., но в зажигалках стал использоваться сравнительно недавно.

Такое устройство обладает рядом преимуществ, среди которых: эргономичная конструкция, безопасность и длительный срок службы. Кроме того, для пьезозажигалки не требуются источники питания, поэтому она применима в любом месте и в любых условиях без подзарядки (если не на газу). Однако у устройства есть и некоторые минусы, например, получаемая искра довольно слабая, поэтому не всегда с первого раза удается зажечь конфорку. И второй момент –  зажигалка рассчитана на определенное количество нажатий. После истечения срока службы или выхода из строя пьезоэлемента, устройство не подлежит ремонту.

На батарейках

К электронным зажигалкам относятся устройства, которые могут работать и на батарейках, и на различных аккумуляторах. Принцип действия тот же, что и у электрических аналогов, только используется не стандартная сеть, а маломощные источники энергии. Если применять одноразовую батарейку, то ее придется постоянно менять по мере окончания заряда. Если использовать аккумуляторы, их можно многократно заряжать с помощью розетки или дополнительного устройства.

В корпусе такой зажигалки находится отсек для батареек и/или аккумуляторов, микросхема и носик с проводниками, через которые проходит электрический разряд. Получаемая искра довольно маленькая и требует максимально близкого контакта с конфоркой. Такие устройства плохо переносят влажность и механическое воздействие, так как это может повредить (окислить) контакты на электрической схеме.

Что такое пьезоэлектрический эффект?

Пьезоэлектричество было открыто в 1880 году братьями Жаком и Пьером Кюри. Они заметили, что при давлении на кварц или отдельные кристаллы образуется электрический заряд. Позже это явление получило название пьезоэлектрического эффекта.

Вскоре братья Кюри открыли обратный пьезоэлектрический эффект. Это было после приложения к материалу или кристаллу электрического поля, которое привело к механической деформации объекта.

Термин пьезоэлектричество происходит от греческого слова «пьезо», что обозначает сжатие. Стоит отметить, что от греческого слова «янтарь» происходит слово «электричество». Янтарь тоже может быть источником электрической энергии.

Многие современные электронные устройства используют пьезоэлектрический эффект для своей работы. Например, при использовании некоторых устройств распознавания звука микрофоны, которые они используют, работают на основе упомянутого выше эффекта. Пьезоэлектрический кристалл превращает энергию вашего голоса в электрический сигнал, с которым могут работать смартфоны, компьютеры и другие электронные устройства.

Создание некоторых продвинутых технологий тоже стало возможно благодаря пьезоэлектрическому эффекту. Например, мощные гидролокаторы используют маленькие чувствительные микрофоны и керамический звуковой датчик, созданные на основе пьезоэлектрического эффекта.

Описание устройства и цепей измерения

Пьезоэлектрический преобразователь давления имеет следующую структуру:

• мембрана, которая является дном корпуса;
• обкладка снаружи заземлена, а средняя изолируется кварцем;
• пластины имеют высокое сопротивление, соединены параллельно;
• фольгу и внутреннюю жилу кабеля скрепляют в отверстии, закрывающемся крышкой.

Мощность на выходе – минимальна, в связи с этим предусматривают усилитель с большим сопротивлением. По сути, напряжение зависит от емкости цепи входа. Характеристики преобразователя указывают на чувствительность и емкость. В основном это заряд и собственные показатели устройства. Если рассчитать суммарно, то получится следующая выходная мощность: Sq = q/F или Uxx = d11·F/Co.

Чтобы расширить диапазон частоты, необходимо измеряемые низкие переменные увеличить в сторону постоянной цепи времени. Подобное действие легко осуществить с помощью включения конденсаторов, которые расположены параллельно с устройством. Правда при этом напряжение выхода снизится. Сопротивление, которое было увеличено, расширит диапазон без утрат чувствительности. Но для его повышения необходимы улучшенные изоляционные качества и усилители с высокоомным входом.

Бренд Zippo

Бензиновые зажигалки Zippo появились на свет, когда предприимчивый американец Джордж Блэйсделл привез на родину пробную партию австрийских зажигалок IMCO. Но не смог продать ни одного устройства, и занялся их усовершенствованием. Так появились на свет легендарные Zippo, работающие при любой погоде.

По рисункам на корпусе этих изделий можно проследить всю историю Америки – все достижения в военной, научной или спортивной сфере находили отражение на гравировках на корпусе.

Компания Zippo всегда выпускала, и до сих пор выпускает только бензиновые зажигалки. Ежедневно изготавливают 45 000 изделий. Большинство из них – относительно недорогие вещи массового производства. Но есть и эксклюзивные модели, с корпусом из золота, серебра и титана.

Виды и их устройство

Прежде чем отправляться в магазин за покупкой, следует тщательно изучить все существующие виды кухонных зажигалок. Каждая из них хороша в определенных обстоятельствах, поэтому необязательно отказываться от нескольких вариантов.

Бытовая газовая

Разработанная еще в советское время, такая зажигалка представляет собой небольшой корпус, в котором находится заправленный газовый баллон, и систему розжига в виде кремния или кристалла. При нажатии на спусковой рычаг или кнопку на конце ее носика появляется небольшой огонек пламени, которым легко поджечь как обычную конфорку, так и духовой шкаф. Такое устройство безопасно и удобно, стоит совсем недорого и продается практически в любом магазине. Газовой зажигалкой можно не только включить плиту, но и развести огонь в камине или развести костер во время поездки загород. У нее нет никаких проводов и зарядников.

На пьезоэлементах

Еще одним высокомобильным устройством для розжига огня на кухне является пьезозажигалка. Она также не имеет провода, а вместо пламени после нажатия на рычаг на ее конце возникает небольшая дуга электрического разряда. Подобные пьезоэлектрические устройства содержат в себе специальные кристаллы, от сжатия которых возникает электрическая искра. В отличие от газовых такие зажигалки рассчитаны на определенное количество нажатий и не могут быть заправлены.

Электрические

Такое устройство выглядит более солидным и дорогим. Электрозажигалка имеет шнур с вилкой, который подключается к сети с напряжением 220 Вольт. После нажатия на клавишу на конце ее носика появляется короткая электрическая дуга, как у пьезокристалла, которая поджигает газ в плите. Такой прибор имеет очень большой срок службы по сравнению с первыми двумя видами. Ее удобство чаще всего зависит от длины шнура, который ограничивает мобильность зажигалки. К сожалению, как и любой бытовой прибор, включенный в сеть, электрозажигалка может с некоторой вероятностью послужить причиной удара током при неправильной эксплуатации. Поэтому в семьях с маленькими детьми лучше отказаться от такого девайса. Стоимость его зависит от магазина и производителя, но колеблется в пределах от 200 до 1000 рублей.

Электронные

Подобные аккумуляторные зажигалки работают как на обычных батарейках, так и на различных заряжаемых аккумуляторах. Устроены они таким образом, что при нажатии на кнопку возникает крохотная искра. Конечно, развести костер такой искрой не получится, но поджечь газовую плиту или котел вполне возможно. Внутри корпуса расположен отсек для батареи и небольшая электронная схема, позволяющая получить эту самую искру.

В том случае, если для питания используются обычные батарейки, такая зажигалка требует постоянного расхода для их покупки. При этом стоимость самого девайса тоже не маленькая. В зависимости от качества, производителя и сегмента рынка она может стоить как несколько сотен, так и несколько тысяч рублей. Такие зажигалки не любят влажность и неустойчивы к механическим повреждениям, но очень удобны в использовании и выглядят наиболее стильно и современно.

Критерии выбора

Ознакомившись с основными особенностями зажигалок разных видов, уже можно определиться с подходящим вариантом.

Но чтобы купить оптимальное и безопасное устройство, следует обратить внимание еще на такие факторы:

• отсутствие явных дефектов на корпусе изделия: сколов, вмятин, трещин и т.д.;
• герметичность конструкции (для газовых зажигалок);
• качество материалов и сборки: плотность пластика корпуса, отсутствие болтающихся и гнущихся элементов и др.;
• надежный производитель — больше всего некачественных изделий у малоизвестных китайских изготовителей;
• возможность проверки работоспособности зажигалки до покупки.

Пьезоэлектрический преобразователь

Пьезоэлектрическая пластина представляет собой устройство, которое использует пьезоэлектрический эффект для измерения давления, ускорения, деформации или силы путем преобразования их в электрический заряд.

Пьезоэлектричество — это электричество, генерируемое пьезоэлементом, эффект которого называется пьезоэлектрическим эффектом. Это способность некоторых материалов генерировать напряжение переменного тока (переменного тока) при механическом напряжении или вибрации или вибрировать при воздействии переменного напряжения или и то и другое. Наиболее распространенным пьезоэлектрическим материалом является кварц.

Этот эффект оказывает определенная керамика, соли Рошеля и другие другие твердые вещества. Когда звуковая волна ударяет по одной или обеим сторонам пластин, пластины вибрируют. Кристалл поднимает эту вибрацию, что приводит к слабому напряжению переменного тока. Следовательно, между двумя металлическими пластинами возникает напряжение переменного тока, с формой волны, подобной форме звуковых волн. И наоборот, если к пластинам подается сигнал переменного тока, это заставляет кристалл вибрировать синхронно с сигнальным напряжением. В результате металлические пластины также вибрируют и создают акустические помехи.

Практически каждый человек хотя бы один раз в жизни пользовался газовой зажигалкой, например моделью IMCO TRIPLEX, с пьезоэлементом. Это простое в исполнении и полезное в быту устройство позволяет добывать огонь всего одним щелчком. Огонь образуется из-за возгорания газа при контакте с электрическим разрядом, производимым пьезоэлементом зажигалки при нажатии на соответствующую клавишу.

При нажатии кнопки на пьезозажигалке мы слышим треск искры, далее газовая горелка разгорается.

Электрические зажигалки

Такие зажигалки питаются от стандартной электросети. Функционирование основывается на последовательном замыкании и размыкании цепи под воздействием на стержень электромагнитного поля. Активизация специальной кнопки приводит к возникновению мощного кратковременного разряда. Образование искры позволяет зажечь пламя.

Как и пьезозажигалка для газовой плиты, электрическое устройство отличается простотой эксплуатации, долговечностью и возможностью моментального поджога пламени без необходимости применения спичек.

Среди недостатков электрозажигалок стоит отметить привязанность к источнику питания, отсутствие возможности для использования при отключении электричества. Помимо прочего, существует вероятность возникновения опасной ситуации в случае воздействия пламени на электрические контакты. Допущение подобной небрежности при эксплуатации может спровоцировать возникновение короткого замыкания.

Описание и свойства

Пьезоэлектрики — кристаллы (пьезокристаллы), которые обладают (наделены) свойством при сжатии продуцировать электрический заряд (прямой пьезоэффект) или обратным свойством под действием электрического напряжения изменять форму: сжиматься/расширяться, скручиваться, сгибаться (обратный пьезоэффект).

Пьезоэлектричество открыто братьями Жаком и Пьером Кюри в 1880—1881 гг.

Исполнительные устройства — конвертируют электрическую энергию в механическую.

Сенсоры (датчики, генераторы), наоборот, конвертируют механическую энергию в электрическую.

Существуют однослойные, двухслойные и многослойные пьезокристаллы.

Однослойные — под воздействием электричества изменяются в ширину, длину и толщину. Если их растянуть или сжать, они генерируют электричество.

Двухслойные — могут быть использованы как однослойные, могут сгибаться или удлиняться. «Сгибатели» создают наибольшую величину перемещения относительно других видов, а «расширители», будучи более упругими, развивают гораздо большее усилие при гораздо меньшем перемещении.

Многослойные — развивают наибольшую силу при минимальном перемещении (изменении формы).

Как выбрать?

Для того чтобы выбранный товар прослужил максимально долго, при покупке стоит обращать внимание на несколько основных параметров

• Внешний вид. Товар не должен иметь видимых глазу дефектов: сколов, царапин, трещин. Его поверхность должна быть ровной, без вмятин и выпуклостей.
• Целостность корпуса. Особенно важен этот параметр при покупке газовой зажигалки. Малейшее отверстие или щелка, и газ выветрится из новой зажигалки еще до приезда домой.
• Качество сборки. Все механизмы должны работать исправно, соединения быть плотными, без зазоров. Хорошо, если в магазине есть возможность проверить электрическую или аккумуляторную зажигалку. Так будет понятнее, каково ее качество.
• Цена и производитель. Не стоит останавливать свой выбор на дешевых азиатских подделках. Лучше остановить свой выбор на более популярном отечественном или зарубежном бренде. Перед походом в магазин можно почитать отзывы покупателей в сети и определиться с несколькими фаворитами рынка.

О том, как заправить зажигалку газом, смотрите далее.

Электронные зажигалки

Они функционируют от батареек, что делает подобные приспособления крайне безопасными в применении. Такие мелочи для дома отличаются конструкцией на основе импульсного преобразователя. При нажатии кнопки активизируется повышающий трансформатор, что вызывает появление множества сравнительно слабых искр, температуры которых оказывается вполне достаточно для розжига пламени.

Электронные приспособления для кухонной плиты удобны в повседневном использовании. Единственным недостатком здесь можно считать вероятность повреждения зажигающего элемента при контакте с влагой, жиром либо загрязнениями.

Большинство современных моделей газовых плит оснащены встроенными электронными элементами для высвобождения искр, что избавляет от необходимости применения зажигалок либо спичек.

Чем заправлять зажигалку с фитилем?

Бензиновые зажигалки без клапана можно заправить, не затрачивая на это много времени. Снимают корпус, достают прокладку и аккуратно смачивают вату, которая уже есть в наличии. Или при помощи пинцета извлекают старую и заменяют новой.

Если нужно заменить фитиль, отвертка пригодится для того, чтобы аккуратно выкрутить маленькую пружинку и заменить догоревший шнур.

Не стоит забывать о классике. Для курительной трубки основным элементом является качественный табак и надлежащий уход. Использование данного аксессуара позволит сохранить массу времени, а кожа рук не будет подвергаться губительному воздействию веществ, которые применяют в изготовлении современных сигарет.

Лучшие кухонные зажигалки

Многие кухонные плиты до сих пор не оснащены автоматическим розжигом. Спичками пользоваться в этом случае неудобно, и на помощь приходят зажигалки с длинным носиком, которыми легко дотянуться до конфорки.

Tescoma Presto 145385

5

★★★★★
оценка редакции

100%
покупателей рекомендуют этот товар

Электрическая зажигалка Tescoma Presto подходит для всех типов газовых плит, духовок или грилей. Емкость наполнена обычным газом, величину пламени удобно регулировать – тут никаких чудес. Для защиты от детей в конструкции предусмотрен предохранитель.

Корпус из алюминия и пластика легок, но прочен. Производитель предлагает на выбор 5 цветов. Эргономичная рукоятка не выскальзывает из рук. Работает зажигалка от батарейки типа АА, которая входит в комплект.

Плюсы:

• удобная рукоятка;
• регулировка величины пламени;
• защита от детей;
• комплектные батарейки.

Минусы:

цена выше средней.

Зажигалка Tescoma Presto долговечна, проста и удобна в использовании. А самое приятное – ею можно начинать пользоваться сразу после покупки.

Brabantia Tasty+ 122026

5

★★★★★
оценка редакции

97%
покупателей рекомендуют этот товар

Кухонная зажигалка бельгийского производителя Brabantia подходит для зажигания свечей, плит, разведения открытого огня или прикуривания. Ручка из терракотового пластика хорошо ложится в ладонь и оснащена удобной кнопкой.

Модель безопасна благодаря двухпозиционному переключателю и плавной регулировке пламени. Изделие легко заправляется обычным газом для зажигалок.

Плюсы:

• эргономичная рукоятка;
• удобная кнопка;
• двухпозиционный переключатель;
• регулировка пламени.

Минусы:

стоит дорого.

Гарантия производителя составляет 2 года, а заявленный срок службы – 3. Впрочем, покупатели отмечают, что изделия такого качества может хватить и на дольше.

SLKamin для биокаминов

4.9

★★★★★
оценка редакции

93%
покупателей рекомендуют этот товар

Газовая зажигалка SLKamin разработана специально для биокаминов. Для искры достаточно нажать на механизм один раз. Кнопка расположена удобно, да и эргономичная рукоятка делает работу с аксессуаром комфортной.

Модель проработает в течение нескольких лет без перебоев и проблем. Корпус из ударопрочного пластика защищает конструкцию от механических повреждений. Проще говоря, зажигалка не боится падений, однако на улице под дождем ее лучше не оставлять – влагозащиты здесь нет.

Плюсы:

• гибкий носик;
• прочный и эргономичный корпус;
• качественный нажимной механизм;
• низкая цена.

Минусы:

• не везде можно купить;
• боится воды.

SLKamin подходит не только для каминов – такой зажигалкой можно поджигать конфорки на плите, духовку, садовый гриль или открытый костер.

Зажигалка USB кухонная

4.9

★★★★★
оценка редакции

85%
покупателей рекомендуют этот товар

Кухонная USB-зажигалка подходит для газовой плиты. Эргономичная ручка не выскальзывает из пальцев, а длинный стержень с электродами на конце оснащен специальной защитой. Литий ионная батарея перезаряжается через комплектный USB-провод.

Продается аксессуар в красивой подарочной упаковке черного цвета. Помимо зажигалки и провода в ней лежит подробная инструкция по эксплуатации на английском языке.

Плюсы:

• нет живого огня;
• подарочная упаковка;
• комплектный USB шнур;
• перезаряжаемая батарея.

Минусы:

нерусифицированная инструкция.

Электронная зажигалка безопаснее моделей с живым огнем и удобнее спичек. Небольшого напряжения хватает только для розжига плиты, это снижает риск обжечься, но и сужает возможности использования.

Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь

Этот прибор устроен таким образом, что не требует дополнительных настроек. Он снабжен блоком памяти, который выдает технический результат. Относится к контрольно-измерительным аппаратам. Подобные устройства отличаются по типу, техническим характеристикам, которые составляются на основе данных о конструкции и предназначении с минимальными погрешностями. Все требования учитываются на основе конструкции.

Для всех подобных аппаратов предусмотрена стандартная схема создания: дефектоскоп, корпус, электроды, главный элемент, который скрепляют с основанием, жила, фольга и другие материалы. Ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь является полезной моделью. Он позволяет получать данные непосредственно с помощью звука, установленного на основании устройства.

Бензиновая зажигалка

Бензиновая зажигалка марки Ronson

• принцип огнива: искрообразование от стружки пирофорных сплавов (ферроцерия), образующейся от трения о кремень
• каталитический поджиг паров органических веществ. Последний способ используется в каталитической грелке

【Tik Tok】 Zippo Tricks #cute girls playing with fire

• цена. Как на саму зажигалку, так и на расходники для неё (специальны бензин, фитиль, кремни, сменная вата). 
• запах бензина, который обязательно будет сопровождать каждое прикуривание (при качественном бензине не такой уж и сильный)… А также будут пахнуть руки и карманы.
• довольно частая дозаправка. Полной заправки бензиновой зажигалки хватает всего на 3-5 дней, в зависимости от интенсивности использования.
• вес. Несмотря на то, что многими считается, что «вес — это надежность», не очень удобно держать в кармане, например, легких летних шорт увесистый металлический кирпичик
• опасность использования. В отличие от газовой зажигалки, бензиновая зажигалка не гаснет сама по себе, например, при падении, и продолжает гореть. Также невозможно отрегулировать интенсивность горения в «полевых» условиях (возможно только подрезанием и вытягиванием фильтра), и этот маленький костёр норовит обжечь лицо при прикуривании во время ветра.
• слабая петелька. Постоянное открывание/закрывание крышки зажигалки приводит к тому, что петелька разбалтывается и крышка перестаёт плотно прилегать к корпусу, в результате бензин испаряется быстрее.