Пьезоэлектричество.

[Cruz]

Привет всем, у меня возник такой вопрос по пьезоэлементам.
Допустим у меня есть схема, шарик на проводе - пьезоэлемент(плоский конденсатор) - еще один шарик на проводе.
При деформации пьезоэлемента, я так понимаю что шарики будут заряжаться, причем чем больше поверхность пьезоэлемента (площадь конденсатора) тем больший заряд будет оседать на шариках. Правильно?
В интернете как то скудно с описанием физики процесса, я поглядел у пьезокерамики куча параметров, а как посчитать заряд получающийся в описанной схеме, мне пока непонятно. В частности вроде как пьезомодуль d33 - не зависит от размеров и формы (q=F*d33), тогда получается сколько пьезоэлемента не бери заряд всегда одинаковый? q=F*d33=C*U Получается, если площадь использовать большую - емкость больше - напряжение меньше, как-то с интуитивным восприятием не согласуется. Как же заряд параллельно соединенных конденсаторов, он же суммируется? Может тот кто разбирается посоветует, что можно почитать.

Попутно вопрос, если использовать рулон фольги, просто свернутую в трубочку или множество слоев (не конденсатор) за место шарика, увеличит ли это емкость электрода, или силы одноименного отталкивания зарядов на электроде, помешают зарядить такой бутерброд?

[Xey]

Неправильно.
Хотя заряд на пьезоэлементе зависит от площади, но напряжение на нем( и на шариках) зависит от давления (сила/площадь) на пьезоэлемент. это если емкостью шаров меньше емкости керамики.


Емкость рулона определится емкостью его наружного слоя

[rustot]

Cruz в сообщении #786102 писал(а):

Попутно вопрос, если использовать рулон фольги, просто свернутую в трубочку или множество слоев (не конденсатор) за место шарика, увеличит ли это емкость электрода, или силы одноименного отталкивания зарядов на электроде, помешают зарядить такой бутерброд?

емкость проводника вообще не зависит от внутренностей (пустотелый от цельного не отличается), и не так уж сильно зависит и от поверхности (цельная сфера имеет емкость не сильно больше чем у ажурной констркуции из 3 тонких колечек, спаянных по 3 осям). влияют общие внешние размеры, причем наибольший вклад у наибольшей длины. если тело заметно вытянутое в одну сторону, то конкретные величины остальных размеров кроме максимального влияют на емкость в районе десятков процентов

[Cruz]

Спасибо за ответы.
Вообще мне бы помогла бы какая-нибудь книжка, а то ничего найти толкового не могу.
Пьезотрансформаторы выглядят весьма интересными для получения электрического заряда.
Я пока что знаю что Q=F*d33, где F- сила нажатия и d33 коэффициент материала измеряется в кулон/ньютон и знаю Q=C*U

Собственно меня интересует 2 следующие ситуации:

Есть пьезоэлемент емкостью С1 я нажимаю на него, происходит поляризация, в результате на поверхности появляется заряд Q1, если я возьму в 2 раза толще пьезоэлемент, то заряд будет тот же емкость уменьшится в два раза - напряжение увеличится в 2 раза - замечательно.
Теперь возьмем 2 таких пьезоэлемента (что эквивалентно увеличению площади в два раза) на них будет тоже напряжение, но заряд в два раза больше (все как с конденсаторами). Вопрос: как рассчитать заряд получающийся на пьезоэлементе площадью S и толщиной d? Потому как из приведенной формулы это не понятно.

И вторая ситуация. Допустим у меня есть металличиский шарик , соединенный с одной стороной пьезоэлемента емкостью C. Емкость шарика незначительная. Общая емкость конструкции примерно С, верно? (Если считать их как последовательно соединенные емкости, то получается общая емкость незначительной, что мне кажется не правильным ). Теперь когда я нажимаю на пьезоэлемент на поверхности проявляется заряд, который вызывает перераспределение электронов на шарике. И вот дальше у меня начинаются догадки, а хотелось бы знать как на самом деле будет выглядеть распределение зарядов. И потом если, я N параллельно подключенных пьезотрансформаторов подключу к шарику, напряжение не изменится, но заряд, то на шарике должен увеличится в N раз, или нет?

[Xey]

Cruz в сообщении #786341 писал(а):

Емкость шарика незначительная. Общая емкость конструкции примерно С, верно? (Если считать их как последовательно соединенные емкости, то получается общая емкость незначительной, что мне кажется не правильным ).

Соединение скорее параллельное.
Допустим , одна поверхность на земле и связанный с ней шарик на земле.
Вторая поверхность под напряжением и второй шарик чуть увеличивает ее емкость относительно земли.