关于电容器的可听噪声

电器工程 电容器 陶瓷制品 压电效应
2022-01-10 11:24:25

所有介电材料在电场的压力下都会发生变形,这就是所谓的“电致伸缩效应”。并且一些电介质表现出额外的压电效应,例如陶瓷电容器,但主要机制是压电效应。我想知道塑料薄膜电容器是否有这种现象?有没有人遇到过这个?

1个回答

当受到电场作用时,电介质沿电场方向膨胀,并沿横向于电场的方向收缩。应变大致随电场的平方而变化。对于 \$ 1 \frac{MV}{m}\$ 的电场强度,大多数材料的电致伸缩应变约为 \$1*10^{-7}\$。在钙钛矿氧化物材料中,在相同场强下,应变为 \$ 1* 10^{-3}\$。数据来自似乎被高度引用的 *(1)。

虽然 \$ 1 \frac{MV}{m}\$ 似乎不合理,但 1 um 的简单板间距和 1 伏的驱动可以轻松满足该场。因此,具有 100 nm 间隙和 10 V 驱动电压的普通电容器很容易超过该数字 100 X。

对于给定尺寸的 1 mm 电容器,\$ 1 \frac{MV}{m}\$ 场将导致膨胀约 1 埃(0.1 nm),可能超过 100 倍。

其中有多少会耦合成可听的声音,但美国专利 # 7689390 B2 使用 100 纳米厚的 BST (\$Ba_{0.7}Sr_{0.3}TiO_3\$) 层来耦合电学和声学模式以获得电容器。

PTFE (Teflon) 具有高电限制系数。*(2)

所以看起来确实有可能。


(1) “电致伸缩引起的陶瓷致动器开裂” W Yang, Z Suo - Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 1994 - Elsevier”

(2) 施沃迪奥,R.;纽施万特纳,G.;鲍尔-戈戈尼亚,S.;鲍尔,S。海茨,J。Bauerle, D.,“新型聚四氟乙烯 PTFE 和类 PTFE 聚合物的介电和驻极体特性”,驻极体,1999 年。ISE 10。会议记录。10th International Symposium on , vol., no., pp.313,316, 1999