Prvý piezoelektrický efekt vymysleli v roku 1880 dvaja bratia vedci, konkrétne „Pierre Curie“ a „Jacques“. Tento efekt sa zistil z aplikovaného tlaku na kryštál, inak kremeň vytvára v materiáli elektrický náboj. Potom sa zmienili o tomto vedeckom fakte, napríklad o piezoelektrickom efekte. „Bratia Curieovci“ rýchlo vymysleli „ inverzný piezoelektrický jav ”A potom, čo potvrdili, že kedykoľvek bude potrebné na kryštalických svorkách elektrické pole, dôjde k skresleniu. Toto je známe ako inverzný piezoelektrický jav. Názov piezoelektrický je prevzaté z gréckeho slova. Význam slova piezo je stlačený, inak stlačte, zatiaľ čo elektrický znamená jantárový.
Čo je to piezoelektrický efekt?
The Piezoelektrický efekt možno definovať ako schopnosť konkrétnych materiálov generovať elektrický náboj ako odpoveď na pôsobiaci mechanický tlak. Jedna z výlučných charakteristík tohto efektu je reverzibilná. To znamená materiály zobrazujúci priamy piezoelektrický efekt a tiež zobrazuje reverzný piezoelektrický efekt.
Piezoelektrický efekt
Kedykoľvek sa piezoelektrický materiál nachádza pod mechanickým namáhaním, dôjde k prenosu kladných aj záporných nosičov náboja v materiáli, ktorý vedie k vonkajšiemu elektrickému poľu. Keď sa obrátia, vonkajšie elektrické pole tiež rozširuje piezoelektrický materiál.
Aplikácie piezoelektrického javu zahŕňajú najmä výmysel rovnako ako detekcia zvuku, mikrováhy, generovanie vysokého napätia ako aj elektronickej frekvencie, veľmi jemné optické zostavy so zameraním. Toto je základ čísla vedeckých inštrumentálnych metód pomocou atómového rozlíšenia ako STM, AFM (skenovacie mikroskopy). Spoločná aplikácia piezoelektrický jav je zdroj výbuchu cigaretových zapaľovačov.
Príklad piezoelektrického efektu
Ako sme sa dohodli, elektrina sa dá generovať stlačením piezoelektrického materiálu. The piezoelektrický jav v kryštáli je diskutované nižšie. Piezoelektrický efekt sa deje počas kompresie piezoelektrického materiálu. Piezokeramický materiál, ako je piezoelektrický kryštál, je umiestnený medzi dvoma kovovými doskami, ktoré sú zobrazené v nasledujúcom príklade. Piezoelektricitu je možné generovať kedykoľvek, keď je materiál stlačený, pôsobením mechanického napätia.
Príklad piezoelektrického efektu
Na vyššie uvedenom obrázku bude napäťový potenciál naprieč materiálom. Kovové dosky vo vyššie uvedenom okruhu môžu byť vložené do piezoelektrického kryštálu. Dve kovové dosky zhromažďujú náboje, ktoré generujú napätie známe ako piezoelektrika.
V tejto metóde funguje piezoelektrický efekt ako malá batéria vyrába elektrinu . Toto sa teda nazýva priamy piezoelektrický jav . Existuje niekoľko zariadení, ktoré môžu využívať priame piezoelektrické efekty, ako sú snímače tlaku, mikrofóny, hydrofóny a typy snímacích zariadení.
Inverzný piezoelektrický efekt
Inverzný alebo reverzný piezoelektrický jav možno definovať ako vždy, keď sa obráti piezoelektrický efekt. To sa dá vytvoriť aplikáciou elektrická energia aby sa kryštál roztiahol. Hlavnou funkciou tohto efektu je premena elektrickej energie na mechanickú.
Inverzný piezoelektrický efekt
Použitím tohto efektu môžeme vyvinúť zariadenia na generovanie zvukových zvukových vĺn. Najlepším príkladom týchto zariadení sú reproduktory, inak bzučiaky.
Hlavnou výhodou použitia týchto reproduktorov je to, že sú extrémne tenké, čo ich robí funkčnými v rôznych telefónoch. Dokonca aj sonarové prevodníky, ako aj lekársky ultrazvuk, využívajú inverzný piezoelektrický princíp . Non-audio reverzné piezoelektrické zariadenia zahŕňajú akčné členy, ako aj motory.
Ako používať tento efekt?
The piezoelektrický kryštál skrútenie je možné vykonať rôznymi metódami s rôznymi frekvenciami. Toto skrútenie možno pomenovať ako vibračný režim. Krištáľ je možné navrhnúť do rôznych tvarov, aby sa dosiahli rôzne režimy vibrácií.
Existuje niekoľko režimov, ktoré boli rozšírené na prevádzku mnohých frekvenčných rozsahov, aby porozumeli malým, nákladovo efektívnym a vysoko výkonným zariadeniam.
Tieto režimy nám umožňujú vytvárať produkty pre prácu v rozsahu nízkych kHz-MHz. Vibračné režimy sú flexture, longitudin, area, radius, hrúbka v strihu, zachytená hrúbka, povrchová akustická vlna a vlna BGS.
Keramika je významnou zbierkou piezoelektrické materiály . Murata používa tieto rôzne vibračné režimy, ako aj keramiku na výrobu mnohých cenných výrobkov, ako sú keramické diskriminátory, keramické lapače, keramika BPF (pásmové filtre) , keramické rezonátory, bzučiaky a filtre SAW.
Aplikácie piezoelektrických efektov
Aplikácie piezoelektrického efektu zahŕňajú nasledujúce.
- Ďalšie informácie o projekt piezoelektrického javu menovite Systém výroby energie po stopách .
- Piezoelektrický senzory sa používajú v priemyselných aplikáciách na rôzne použitie, ako sú snímače klepania motora, snímače tlaku, vybavenie sonaru atď.
- Piezoelektrický akčné členy sa používajú v priemyselných aplikáciách na rôzne použitie, ako sú vstrekovače nafty, solenoidy s rýchlou odozvou, optické prispôsobenie, čistenie ultrazvukom, zváranie ultrazvukom, piezoelektrické motory, pohony stohov, pásové akčné členy, piezoelektrické relé atď.
- Piezoelektrické meniče sa používajú v lekárskych aplikáciách na rôzne použitie ako je ultrazvukové zobrazovanie, ultrazvukové procedúry,
- Piezoelektrické akčné členy sa používajú v spotrebnej elektronike, ako sú piezoelektrické tlačiarne (ihličková tlačiareň, atramentová tlačiareň), piezoelektrické reproduktory (mobilné telefóny, puky do uší, hračky produkujúce zvuk, hudobné blahoželania a hudobné balóny). Piezoelektrické bzučiaky, piezoelektrické zvlhčovače vzduchu a elektronické zubné kefky.
- Piezoelektrické materiály sa používajú v hudobných aplikáciách, ako sú snímače nástrojov a mikrofóny.
- Piezoelektrika sa používa v obranných aplikáciách, ako je mikro robotika, guľky meniace kurz atď.
- Piezoelektrika sa používa v niektorých ďalších aplikáciách, ako sú piezoelektrické zapaľovače, výroba elektriny, MEMS (mikroelektronické mechanické systémy), tenisové rakety atď.
Jedná sa teda o prehľad piezoelektrický jav . Z vyššie uvedených informácií nakoniec môžeme konštatovať, že piezoelektrický efekt je schopnosť konkrétnych materiálov produkovať elektrickú energiu pri pôsobení mechanického napätia. Hlavné charakteristiky tohto javu sú reverzibilné, čo znamená, že materiály, ktoré generujú priamy piezoelektrický prvok, vytvárajú aj opačný piezoelektrický jav. Tu je otázka pre vás, aký je piezoelektrický jav v ultrazvuku ?
