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剑客2年前
你肯定想不到,仅卖1块钱的打火机,它内部还蕴藏有一个黑科技元件,就是这么个小玩意。 它叫压电点火器,能在瞬间释放击穿空气的上万伏电压。其实它的结构很简单,图中一目了然,高压导线负责传输释放出来的电流,弹簧收紧负责蓄能用的。 当我们用手压下这小装置移动到某位置时,它蓄能装置会脱扣释放弹簧的张力,推动击锤撞击下面的压电晶体,能在瞬间释放出过万伏的电压。这个放电晶体叫做压电陶瓷,它的主要成分是二氧化硅,也可以把它看作成电气。 石英,通俗点讲它就是白色的石头,叫石英石。 在农村长大的7080后都玩过这种白石头。河边捡2块相对纯色的白石头,达到阴暗处相互摩擦或者碰撞,在其表面就能看到火花。其实就是你给他施加压力时,就能将其内部的电流释放到表面流动,是不是很神奇? 想要了解这种能把压力能转化为电能的材料,必须进入它内部。微观世界原子层。当你在特定的角度观察,就会发现它的结构是由许多六边形组成,细分这六边形是由3个氧原子和3个硅原子组成。 从图中可以看出,氧原子和硅原子中间是他们共享一个电子。氧原子比硅原子体积更小,电子更愿意倾向于他。但由于归原子的不放手,这个氧原子也无法完全得到这个电子。 但电子是带负电性的,更接近于它的氧原子自然偏向轻微的负电荷,正与负是相对的,那剩下圭这边只能是待正电荷了。最终结果如图所示,电子想与氧原子结合,但又无法摆脱硅原子。 像这种电荷分布不对称的急性分子六边形结构,所有形成的正负原子电荷中心都重合在这里,当它受到外部施加的压力时,原子开始向中间压缩,电荷中心将会分开不再重叠,出现电荷分离,这种现象称为极化。 这也意味着正电荷和负电荷之间会产生电场,从而产生小电压穿过他们。但这种二氧化硅石英的结构是由多个串联的六边形组成,就类似一个个串联起来的小电池。 想象一下,这种结构越厚越长,那么串联起来的电压就会越高。所以在压电打火机中,锤子敲击二氧化硅晶体的力量越大,产生的电压火花就越大。
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