电介质物理_徐卓、李盛涛-第二十六讲(机电耦合与压电振子).pdf

晶体的压电性质 机电耦合与压电振子 机电耦合系数k  衡量压电体机—电能量转换能力的重要参数；  加上外力到压电体上，外力使晶体形变，通过压电效 应把输入的部分机械能量转换为电能，外力所做的机 械功只有一部分转换为电能，其余部分使压电体变形 ，以弹性能形式储存在压电体中；  对压电体加上电场，通过逆压电效应把输入的电场能 一部分转换为机械能，其余部分使压电体极化，以电 能形式储存在压电体中。 机电耦合系数k  机电耦合系数 2 机电转换获得的能量 k 输入总能量 Z E 在垂直于压电体Z轴方向上镀电极 机电耦合系数k 短路，在Z轴方向加上应力X 产生 3 应变x ，在单位体积内应力X 作功： 3 3 C A W 2 1 1 E 2 W X x s X W1 W2 0 3 3 33 3 x D 2 2 3 Slope S33 E B W s33 为短路弹性柔顺常数 1 Slope S E 33 然后使电极开路，再撤去X ，x 沿 3 3 O X AB 降到零通过逆压电效应造成的，应力 3 撤除时释放的弹性能: 1 D 2 W s X W2 e 33 3 2 D s33 为开路弹性柔顺常数 机电耦合系数k 根据定义可得： 2 W W W E D E k33 0 e 1 (s33 s33) / s33 W W W 0 1 2 机电耦合系数k 同理，电能转换成机械能的系数：