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oi81kemu
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Nenne 5 neuartige Aktoren!
- Piezoelektrische Aktoren
- Magnetostriktive Aktoren
- Elektrorheologe Aktoren
- Thermobimetall Aktoren
- Memory-Metall Aktoren
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Auf welchem physikalischen Effekt beruhen Magnetostriktive Aktoren?
Bei Anlegen eines magn. Feldes an ferromagn. Kristalle tritt aufgrund des magnetostriktiven Effektes eine volumeninvariante Längenänderung auf
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Auf welchem physikalischen Effekt beruhen elektrorheologe Aktoren?
Bei Anlegen eines el. Feldes zeigen bestimmte Flüssigkeiten eine Erhöhung der Viskosität
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Auf welchem physikalischen Effekt beruhen Thermobimetall Aktoren?
Bei Erwärmung krümmen sich 2 fest miteinander verbundene Metalle unterschiedlicher Wärmedehnung
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Auf welchem physikalischen Effekt beruhen Memory-Metall Aktoren?
Die bei Raumtemperatur aufgebrachte Verformung eines Bauteils aus Memory-Metall verschwindet bei Erwärmung
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Auf welchem physikalischen Effekt beruhen piezoelektrische Aktoren?
- Bei mechanischer Belastung tritt auf bestimmten Flächen einiger Kristalle ein elektrisches Potential auf (durch Ladungsverschiebung)
- Bei Anlegen einer Spannung, kann Kristallverformung hervorgerufen werden (inverser piezoel. Effekt)
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Was ist beim Betrieb von Piezoaktoren zu vermeiden, um keine irreparablen Schäden hervorzurufen?
Wie nennt sich eine solche Beschädigung?
mechanische Depolarisation: zu hohe Zug-, Druckbeanspruchung => vor Allem Zug- und Scherbeanspruchung vermeiden [spröde]
elektrische Depolarisation: durch starke der Polarisation entgegengesetzte elektrische Felder
thermische Depolarisation: Erhitzung über Curie-Temperatur
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Bei welcher Temperatur verlieren Piezokristalle ihren Effekt?
Warum?
- Curie-Temperatur
- Kristallgitter wechselt oberhalb von tetragonal nach zentrosymmetrisch (isotropisch) kubisch
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Was ist zu tun wenn Piezoaktor unter Zug wirken soll?
Vorspannen
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Welche 2 Betriebsarten unterscheidet man beim Piezoaktor?
- freier Betrieb (keine äußere Kraft => max. Auslenkung)
- geklemmter Betrieb (äußere Kraft => max. aufbringbare Kraft)
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Was für ein Kraft-Weg-Verhalten zeigt ein Piezoaktor bei nichtlinearer Abhängigkeit von der Spannung?
- Hysterese-Erscheinung
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Welches Verhalten zeigt ein Piezoaktor bei wegabhängiger und wegunabhängiger Last?
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Welche Bauarten von Piezoaktoren kennst du?
- Nach Höhe der Betriebsspannung in
- Hochvoltaktoren: hohe Kräft, gute Dynamik
- Niedervoltaktoren: übereinander gestapelte Keramikschichten, niedrige Spannung, hohe Ströme
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Welche Bauformen von Piezoaktoren kennst du?
Unabhängig von Betriebsspannung
- Stapelaktoren
- Streifenaktoren
- Biegeaktoren
- Hybridaktor
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Was ist ein Stapelaktor?
Aufbau und Funktion!
- Nutzt Längseffekt und wird als Translator eingesetzt
- Stapel aus Keramikscheiben und metallischen Elektroden
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Was ist ein Streifenaktor?
Aufbau und Funktion!
- Arbeitet mit piezoelektrischem Quereffekt
- Als Kontraktoren eingesetzt
- Zusammenziehen beim Erhöhen der Spannung
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Was sind Biegeaktoren?
Aufbau und Funktion!
- Bestehen aus Metallstreifen, auf dem ein Piezokeramiksteifen oder mehrere unterschiedlicher Polarisationsrichtung aufgeklebt sind
- Anlegen einer el. Spannung => Biegung
- Wege bis einige mm aber sehr geringe Kräfte
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Was ist ein Hybridaktor?
- nutzen neben reziproken piezoel. Effekt eine mechanische Hebelübersetztung
- deutliche Vergrößerung der Stellwege oder -winkel
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Nenne Vor- und Nachteile von Piezoaktoren!
- Vorteile:
- große Stellkräfte bei sehr hoher Stelldynamik
- im stat. Betrieb geringe el. Leistungsaufnahme
- gute Verfügbarkeit der Keramiken
- hohe Leistungsdichte
- praktisch kein Verschleiß
- Nachteile:
- sehr kleine Stellbereiche
- starke Erwärmung bei hohen Schaltfrequenzen
- temperatur- und alterungsabhängige Materialeigenschaften
- Hochspannungsnetzteil zur Ansteuerung nötig
- Lose und Hysterese
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