¿Por qué no se puede medir el estrés estático con cristales piezoeléctricos?

Esta es la principal desventaja de este tipo de cristal. Para la fuerza constante, no hay frecuencia alterna en la red cristalina y la estructura reticular se redistribuye de nuevo tan pronto como era neutral. Como el cristal es generador de carga o capacitancia, debe haber alguna frecuencia distinta de cero, [matemática] ω. [/ Matemática]

El diagrama de circuito completo para el cristal piezoeléctrico es

Aquí, la impedancia en el lado de la carga, es

[matemática] Z_ {L} [/ matemática] [matemática] = [/ matemática] [matemática] \ frac {R_ {L}} {1 + jωR_ {L} C_ {L}}. [/ matemática]

Entonces, la impedancia total, [matemáticas] Z_ {T} [/ matemáticas] [matemáticas] = [/ matemáticas] [matemáticas] Z_ {L} + \ frac {1} {jωC_ {p}} [/ matemáticas]

El voltaje a través de la carga viene dado por,

[matemáticas] E_ {L} = \ frac {Z_ {L}} {Z_ {T}} E_ {o} [/ matemáticas]

Al resolver más esta ecuación con el análisis de álgebra, obtenemos

[matemáticas] | E_ {L} | [/ matemáticas] = [matemáticas] \ frac {ωC_ {p} R_ {L}} {\ sqrt {1 + ω ^ {2} R_ {L} ^ {2} (C_ {p} + C_ {l}) ^ {2}}} E_ {o} [/ matemáticas]

Sabemos, potencial [matemática] E_ {o} = \ frac {Q} {C_ {p}} [/ matemática] y [matemática] Q = dF [/ matemática], donde d es la carga constante del cristal. Entonces la ecuación se reduce a:

[matemáticas] | E_ {L} | [/ matemáticas] = [matemáticas] \ frac {ωdR_ {L}} {\ sqrt {1 + ω ^ {2} R_ {L} ^ {2} (C_ {p} + C_ {l}) ^ {2}}} F [/ matemáticas]

y para frecuencia alta o media, [matemática] 1 [/ matemática] puede ignorarse. Asi que,

[matemáticas] | E_ {L} | [/ matemáticas] = [matemáticas] \ frac {dF} {C_ {p} + C_ {l}} = \ frac {C_ {p}} {C_ {p} + C_ { l}} E_ {o} [/ matemáticas]

Aquí, podemos ver que si [math] ω = 0, [/ math] no hay establecimiento de capacitancia en la red y así [math] E_ {L} = 0 [/ math]. Lo que implica, para una fuerza constante, no hay potencial de salida de cristal.

En realidad, se producirá una fuga de carga en la acción piezoeléctrica. En el caso estático, no obtendremos señal de una vez después de cierta duración porque después de ese dipolo se asentará en algunas posiciones.

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