Hur fungerar en piezo tändare?

[ElectricMan]

Tjenare!!!

Frågan är som rubriken alltså, Hur fungerar en piezotändare?

Jag har märkt om man håller fingret på själva tändren så får man sig en stöt.

[Icecap]

Den fungerar vid att en liten hammare slår på ett piezoelektrisk kristall som är stackat så att spänningerna (många mindre) adderas till varandra och till slut ger nog till att göra en gnista.

Plocka isär en tändare och du kan hitta en liten stav under hammaren, denna stav är kristallen.

[ElectricMan]

hur många volt tror du att den gör?

[Millox]

Mycket sannolikt 3kV/mm.

[maxxflow]

3kV per millimeter piezokristall?
Man kan inte mäta gnistgapet och räkna med att spänningen är antal mm*3 kV..

[MadModder]

Ja per bit kristall. Större bit, högre spänning.

[maxxflow]

Trodde han menade "mellanrummet" i gnistgapet..
Så en "bit" kristall är alltid 1mm tjock? Och hur tar man reda på hur många "bitar" det är isf? De brukar ju sitta ganska väl inpackade i nåt litet metallrör innanför en massa plast..

[MadModder]

Nej, en bit är inte alltid 1mm...
Alltså tar du en stor klump PZT och drämmer till den med en slägga får du ut bra mycket mer än i en liten fjuttbit i en tändare.
Nu blev jag osäker på om det verkligen är storleken på piezo-biten som spelar roll, eller om det bara är den påverkande kraften, eller både och...

[ElectricMan]

Det kan väl inte vara farligt att "zappa" sig själv i fingret?

[v-g]

Om du inte har hjärtfel så knappast. Kul när man var liten och zappa brorsan var det iaf

[Henry]

Och inte ens om man har hjärtfel så tror jag det är någon fara då det är en väldigt liten ström, men det är oavsett vilket rätt onödigt att testa om så vore förstås..

[xxargs]

Nej, en bit är inte alltid 1mm...
Alltså tar du en stor klump PZT och drämmer till den med en slägga får du ut bra mycket mer än i en liten fjuttbit i en tändare.
Nu blev jag osäker på om det verkligen är storleken på piezo-biten som spelar roll, eller om det bara är den påverkande kraften, eller både och...

Det är både och.

Det är själva kristallstrukturen som plattas till vid stöt - atomer kommer närmare varandra i kristallgittret och det är helt enkelt statisk spänning som bildas mha influens vid denna mekaniska förkortning/förlängning och vill ta sig runt. (influens är samma egenskap som gör att tjock-TV skärmframsida blir statisk laddad när man slår av eller på just för att spänningen på insidan av TV-röret ändrar sig väldigt mycket - det är altså inga elektroner som vandrar genom kristallen då den är högeligen isolerande.

i tändarfallet så ringer kristallen efter stöten och strömmen går fram och tillbaka mellan kristalländarna i en dämpande oscillering och i slutändan är det lika många elekroner i kristalländarna som det var innan slaget - dvs ingen DC-ström har gått igenom gnistgapet.

---

kristaller som används i oscillatorer arbetar på samma sätt - genom att applicera lite spänning mha guldbeläggningar på kristallstavens ändar (i det här fallet en kvartskristallplatta) så tjocknar eller smalnar skivan ( vi pratar om några atomdiametrars förändring) och tillsammans med kristallens mekaniska elasticitet samt dess vikt så hamnar man i mekanisk resonans på en viss frekvens - och denna resonanskrets har väldigt liten förlust (dvs 'ringer' länge efter att fått sig en stöt - skulle det varit en kyrkklocka så skulle den ha bölat i åtskilliga minuter efter kläpp-slaget)

En kristall har typiskt Q-värde av 100000 och tom. mera - vilket innebär ca 100000 perioder innan svängningsamplituden har gått till ca 1/20 amplitud av vad den startades med

översatt till kyrkklocka och 440 Hz så skulle det handla om runt 3 minuter innan ljudnivån upplevdes till 1/4 i styrka av vad det startade med vid kläpp-slaget

Gamla radiorävar kan glatt berätta om hur man skrapade med diamantspets, slipade hörn och ritade med blyertsstreck på kvartsskivan när man trimmade in frekvenserna på radiomottagarna (skivorna var dessutom fyrkantiga och med uttunnade hörn) - noga var det också då streck på fel ställe kunde göra en spurre dominerande och oscillatorn fastnade på dess frekvens istället för det tänkta, samt vad som hände om man körde 5 Watt genom en sådan kristall (lätt hänt med rör-apparater.. typ...) och hur liksom skivan blev plötsligt mjölkfärgad ala minimodell av krossad framruta på en bil - just för att man överlastade kristallen...

---

Även kristaller som används till tex PIC-processor så är dom interna mekaniska spänningarna i kristallskivan väldigt höga när oscillatorn oscillerar och elastiska spänningen översatt till laddning över kondensator så handlar det om ungefär 100000 Volt - det är därför man skall ha en serieresistans @ 600 Ohm - 2 KOhm på 74HCxx-baserad oscillatorns utgång före kristallen så att spänningen blir mer rimliga 40000 volt och under 0.5 uW värmeförlust - inte för att det är värmen som är problemet utan just för att inte överstyra kristallens mekaniska svängning

[ElectricMan]

Haha

Kunde du det i huvudet eller har du sök på google

[xxargs]

Haha

Kunde du det i huvudet eller har du sök på google

Just nu var det mesta i huvudet - men visst är det info plockat inom yrket sas. (håller på med radio och filter emellanåt) och ifyllande detaljer mha. google och andra källor som sista koll så att det man skriver inte är helt uppåt väggarna.

Att kristaller är besvärliga djur inser du den dagen du börja simulera kristalloscillatorer i Spice...- mycket tålamod behövs det....

... och det är också då man inser varför bashögtalare bör arbeta med så låg Q-värde som möjligt om man gillar transientrespons på pukor och trummor...