Proyecto piezoeléctrico

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Actualmente estoy trabajando en un proyecto que involucra piezoelectricidad y necesito un consejo. Soy un principiante, pero he estado investigando mucho. Solo necesito información para ayudar a llenar algunos huecos. La pregunta que trato de responder es: "¿Cuánta energía se produce cuando los elementos piezoeléctricos se colocan sobre las teclas de una computadora portátil y qué porcentaje de la energía necesaria para cargar una batería representa esto?"

Voy a responder esto mediante la recopilación de las siguientes medidas:

¿Cuál es la cantidad promedio de energía generada por pulsación de tecla en la tecla equipada con piezoeléctrico?

¿Cuánta energía se almacena por pulsación promedio en una llave equipada con piezoeléctrico conectada a un capacitor?

¿Cuánta energía se genera y almacena cuando se usa el mismo procedimiento pero con varias llaves conectadas en un circuito?

¿Cómo se compara esta cantidad de energía con la cantidad de energía requerida para cargar una batería?

Mi primer paso será determinar la energía promedio generada por pulsación de tecla con una tecla equipada con piezoeléctrico. A continuación, cablearé un elemento en una llave y lo conectaré a un condensador para medir la energía almacenada en estas condiciones. Luego vincularé varias teclas con elementos a un condensador para ver cómo funcionan como una unidad. A partir de ahí, construiré un prototipo completo con elementos piezoeléctricos incrustados con el teclado de una computadora portátil. Al final de esto, compararé cuánta energía se genera con la cantidad de energía necesaria para recargar una batería para ver cuánto potencial hay para recargarla.

Algunas de mis preguntas son:

¿Qué unidades debo usar para medir la "energía"?

¿Cómo puedo asegurarme de que cada vez que se golpea un elemento, es con la misma cantidad de fuerza?

¿Cómo puedo comparar directamente la cantidad de pulsaciones de teclas necesarias para cargar un condensador y la cantidad de carga necesaria para recargar una batería?

¿Cuál es un buen tipo de batería para comparar con la escala de trabajo con la que estoy trabajando?

¿Algún comentario general / correcciones / consejos?

Muchas gracias por llegar tan lejos, realmente aprecio cualquier ayuda: D

    
pregunta Vanessa

2 respuestas

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Estoy ayudando a otro ingeniero en un proyecto de sensores. Con toques moderados en algún piezo redondo, observa 2 voltios de PP a través del piezo, con una resistencia de 100Kohm en paralelo y con una capacidad de aproximadamente 20 nanoFarad.

Dada la energía almacenada en un condensador es

0.5 * C * V ^ 2,

la energía es 0.5 * 20nF * 1 ^ 2

La energía es 10 nanoJoule.

    
respondido por el analogsystemsrf
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Un elemento piezoeléctrico generará una carga cuando lo deformes. Las deformaciones son pequeñas, por lo que es bastante equivalente a generar una carga proporcional a la fuerza aplicada al elemento.

Esta carga se amplifica con un amplificador de carga para convertirla en voltaje. La energía no está directamente relacionada con la fuerza: vea Spencer ( enlace ), Relación entre Fuerza, Tiempo y Energía, URL (versión: 2014-04-04): enlace

Sin embargo, lo que realmente estás tratando de calcular es la integral de la fuerza con respecto al tiempo.

    
respondido por el Scott Seidman