[창의적 설계] 압전소자를 이용한 핸드폰 배터리 충전기

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레포트 > 공학계열
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소개글

[창의적 설계] 압전소자를 이용한 핸드폰 배터리 충전기에 대한 자료입니다.

1.서론

1.1주제

1.2제품개발배경

2.본론
2.1제품의 원리
2.1.1압전소자
2.1.1.1압전현상
2.1.1.2압전소재 제조 방법
2.1.1.3 압전소자를 응용한 전자 및 기계 부품
2.1.1.4한국전기연구원에서 연구 개발한 압전 소자
2.2.제품의 디자인
2.3제품의 사용 방법
2.3.1제품의 구성
2.1.3.2 제품의 사용방법
2.4제품의 기대효과
2.4.1휴대전화 전력 사용량

3.결론

3.1예상되는 문제점

3.1.2. 피부에 가깝게 발전장치를 달고 다녀도 안전에 문제가 없는가?

본문내용

2.1.1.1압전현상
압전 소재란 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환시키는 압전 직접효과(piezoelectric direct effect)와 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환시키는 압전 역효과(piezoelectric converse effect)를 갖는 기능성 세라믹스를 말한다.압전 직접효과라고 하는 것은 전압발생 기능으로 압전 소자에 외부응력, 진동 변위 등을 주면 그 출력단에 전기 신호가 발생하는 현상을 말하며 착화용 압전소자나 각종 센서에 응용된다.

[그림 1] 압전 직접효과

은 압전 직접효과를 나타낸 것으로 (a)와 같이 압전 소자에 외부응력이 없는 상태에서 출력 전압이 발생하지 않는다. 그러나 (b)와 같이 F의 압축력을 가하면 상하의 전극에 각각(+),(-)의 전압이 발생하고 소자 두께는 감소되며, 반대로 (c)와 같이 신장력 F를 가하면 상하의 전극에 각각 (+),(-)의 전압이 발생한다. 이 때 소자의 두께는 초기 무응력 상태보다 증가하며 압축력을 가했을 경우와 반대 현상이 발생된다.또한 압전 역효과란 변위발생 기능으로 압전 소자에 외부로부터 전압을 걸어주어 소자가 기계적 변위를 일으키게 되는 현상을 말하고 주로 액츄에이터 등에 적용된다. 압전 직접효과와 압전 역효과를 통칭해서 압전 효과(piezoelectric effect)라고 한다.

[그림 2] 압전-역압전 효과

는 압전-역압전 역효과를 나타낸 것으로, 여기서는 직류와 교류전압을 인가한 경우의 기본 작동을 각각 나타내고 있다. (a)와 같이 압전 소자에 외부로부터 구동전압이 인가되어 있지 않은 상태에서는 전혀 변위를 나타내지 않는다. (b)와 같이 상부에 전원의 (+)극을 또 하부에 전원의 (-)극을 각각 인가하면, 압전 소자의 내부 전하와 인가전압이 반발을 일으켜 압전소자는 압축현상을 나타낸다. 이와 반대로 (c)는 상부에 전원의 (-)극을 또는 하부에 전원의 (+)극을 인가하면, 압전 소자의 내부 전하와 인가전압의 인력으로 인해, (b)와 달리 압전 소자가 팽창 현상을 나타낸다. 이러한 효과를 응용하여 (d)와 같이 교류 전압을 인가하면 그 주파수에 대응한 초음파 에너지가 방사된다. 이러한 현상을 활용한 것이 초음파

#배터리 #핸드폰 #압전소자 #창의적 #충전기

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