Primul efect piezoelectric a fost inventat în anul 1880 de doi frați ai omului de știință și anume „Pierre Curie” și „Jacques”. Acest efect a fost constatat din presiunea aplicată pe cristal, altfel cuarțul formează o sarcină electrică în material. Ulterior, s-au referit la acel fapt științific, cum ar fi efectul piezoelectric. „Frații Curie” au inventat rapid „ efect piezoelectric invers ”, Și după ce au confirmat că ori de câte ori un câmp electric a fost necesar pe terminalele de cristal, acesta va duce la distorsiuni. Acest lucru este cunoscut sub numele de efect piezoelectric invers. Numele piezoelectric este preluat din cuvântul grecesc. Înțelesul cuvântului piezo este apăsat altfel stoarce, în timp ce electric înseamnă chihlimbar.
Ce este efectul piezoelectric?
Efect piezoelectric poate fi definit ca capacitatea anumitor materiale de a genera o sarcină electrică ca răspuns la presiunea mecanică aplicată. Una dintre caracteristicile exclusive ale acestui efect este reversibilă. Asta inseamna materialele afișează efectul piezoelectric drept și afișează și efectul piezoelectric invers.
Efect piezoelectric
Ori de câte ori materialul piezoelectric este situat sub solicitări mecanice, are loc o transferare a purtătorilor de sarcină + ve, precum și -ve în interiorul materialului, care rezultă în timpul unui câmp electric exterior. Când s-au inversat, un câmp electric extern extinde și materialul piezoelectric.
Aplicațiile efectului piezoelectric implică în principal fabricația precum și detectarea sunetului, microbalanțele, generarea de tensiuni ridicate, precum și frecvența electronică, focalizarea ansamblurilor optice foarte fine. Aceasta este fundamentul unei figuri a metodelor instrumentale științifice prin rezoluție atomică precum STM, AFM (microscopii cu sondă de scanare). Aplicarea comună a efect piezoelectric este sursa de explozie a brichetelor.
Exemplu de efect piezoelectric
Așa cum am discutat, electricitatea poate fi generat prin stoarcerea unui material piezoelectric. efect piezoelectric într-un cristal este discutat mai jos. Efectul piezoelectric are loc în timpul comprimării materialului piezoelectric. Materialul piezoceramic precum cristalul piezoelectric este plasat printre cele două plăci metalice care sunt prezentate în exemplul de mai jos. Piezoelectricitatea poate fi generată ori de câte ori materialul este stors prin aplicarea de solicitări mecanice.
Exemplu de efect piezoelectric
În figura de mai sus, va exista un potențial de tensiune pe material. Plăcile metalice din circuitul de mai sus pot fi blocate de cristalul piezoelectric. Cele două plăci metalice adună sarcinile, ceea ce generează o tensiune cunoscută sub numele de piezoelectricitate.
În această metodă, efectul piezoelectric funcționează ca o baterie mică, ca și ea generează electricitate . Deci, acest lucru se numește efect piezoelectric direct . Există mai multe dispozitive care pot utiliza efecte piezoelectrice directe, cum ar fi senzori de presiune, microfoane, hidrofoane și tipuri de dispozitive de detectare.
Efect piezoelectric invers
Inversul sau efect piezoelectric invers poate fi definit ca, ori de câte ori efectul piezoelectric este inversat. Aceasta se poate forma prin aplicare energie electrica pentru a face un cristal să se extindă. Funcția principală a acestui efect este de a converti energia electrică în energie mecanică.
Efect piezoelectric invers
Folosind acest efect, putem dezvolta dispozitive pentru a genera unde sonore audio. Cele mai bune exemple ale acestor dispozitive sunt difuzoarele, altfel buzzere.
Principalul beneficiu al utilizării acestor difuzoare este că sunt extrem de subțiri, ceea ce le creează funcționale într-o varietate de telefoane. Chiar și traductoarele sonar, precum și ultrasunetele medicale, utilizează principiu piezoelectric invers . Dispozitivele piezoelectrice inverse non-audio cuprind atât actuatoare, cât și motoare.
Cum se folosește acest efect?
cristal piezoelectric răsucirea se poate face în diferite metode prin diferite frecvențe. Această răsucire poate fi denumită modul vibrație. Proiectarea cristalului poate fi realizată într-o varietate de forme pentru a atinge diverse moduri de vibrație.
Există mai multe moduri care au fost extinse pentru a opera numeroase intervale de frecvență pentru a înțelege dispozitivele puțin eficiente din punct de vedere al costurilor, precum și dispozitivele de înaltă performanță.
Aceste moduri ne permit să creăm produse care să funcționeze în domeniul de joasă frecvență de kHz-MHz. Modurile de vibrații sunt flexiune, longitudinală, suprafață, rază, grosime forfecare, grosime blocată, undă acustică de suprafață și undă BGS.
Ceramica este o colecție semnificativă de materiale piezoelectrice . Murata folosește aceste diferite moduri de vibrație, precum și ceramică pentru a face numeroase produse valoroase, cum ar fi discernatoare ceramice, capcane ceramice, ceramică BPF (filtre bandpass) , rezonatoare ceramice, buzzere, precum și filtre SAW.
Aplicații cu efect piezoelectric
Aplicațiile efectului piezoelectric includ următoarele.
- Vă rugăm să consultați linkul pentru a afla despre proiect cu efect piezoelectric și anume Sistemul de generare a energiei pentru pași .
- Piezoelectric senzori sunt utilizate în aplicații industriale pentru o varietate de utilizări, cum ar fi senzorii de lovire a motorului, senzorii de presiune, echipamentul sonar etc.
- Piezoelectric actuatoare sunt utilizate în aplicații industriale pentru o varietate de utilizări, cum ar fi injectoare de combustibil diesel, solenoizi cu răspuns rapid, reglare optică, curățare cu ultrasunete, sudare cu ultrasunete, motoare piezoelectrice, actuatoare de stivă, actuatoare de bandă, relee piezoelectrice etc.
- Traductoare piezoelectrice sunt utilizate în aplicații medicale pentru o varietate de utilizări, cum ar fi imagistica cu ultrasunete, procedurile cu ultrasunete,
- Actuatoarele piezoelectrice sunt utilizate în electronice de larg consum, cum ar fi imprimantele piezoelectrice (o imprimantă cu matrice de puncte, o imprimantă cu jet de cerneală), boxele piezoelectrice (telefoane mobile, urechi, jucării care produc sunet, felicitări muzicale și baloane muzicale). Buzzere piezoelectrice, umidificatoare piezoelectrice și periuțe de dinți electronice.
- Materialele piezoelectrice sunt utilizate în aplicații muzicale, cum ar fi pickup-uri pentru instrumente și microfoane.
- Piezoelectricitatea este utilizată în aplicații de apărare, cum ar fi micro-robotica, gloanțe care schimbă cursul etc.
- Piezoelectricitatea este utilizată în alte aplicații, cum ar fi ignitoarele piezoelectrice, generarea de electricitate, MEMS (sisteme mecanice microelectronice), rachete de tenis etc.
Astfel, este vorba despre o privire de ansamblu asupra efect piezoelectric . Din informațiile de mai sus, în cele din urmă, putem concluziona că efectul piezoelectric este capacitatea anumitor materiale de a produce energie electrică atunci când se aplică tensiune mecanică. Principalele caracteristici ale acestui efect sunt reversibile, ceea ce înseamnă că materialele care generează piezoelectricul direct generează și efectul piezoelectric invers. Iată o întrebare pentru tine, care este efectul piezoelectric în ultrasunete ?
