Den første piezoelektriske effekten ble oppfunnet i 1880 av to forskerbrødre, nemlig ‘Pierre Curie’ og ‘Jacques’. Denne effekten ble funnet fra påført trykk til krystall, ellers danner kvarts en elektrisk ladning i materialet. Etterpå refererte de til det vitenskapelige faktum som den piezoelektriske effekten. 'Curie-brødrene' oppfant raskt ' invers piezoelektrisk effekt ”, Og etter at de bekreftet at når et elektrisk felt var nødvendig på krystallterminaler, vil det føre til forvrengning. Dette er kjent som den inverse piezoelektriske effekten. Navnet piezoelektrisk er hentet fra det greske ordet. Betydningen av piezo-ordet er presset ellers klemme, mens elektrisk betyr rav.
Hva er den piezoelektriske effekten?
De Piezoelektrisk effekt kan defineres som evnen til bestemte materialer for å generere en elektrisk ladning som svar mot påført mekanisk trykk. En av de eksklusive egenskapene til denne effekten er reversibel. Det betyr materialene viser den rette piezoelektriske effekten, og viser også den omvendte piezoelektriske effekten.
Piezoelektrisk effekt
Når piezoelektrisk materiale er plassert under mekanisk påkjenning, skjer en overføring av + ve samt -ve ladebærere i materialet, som resulterer i et utvendig elektrisk felt. Når de inverterte strekker et eksternt elektrisk felt også det piezoelektriske materialet.
Anvendelsene av piezoelektrisk effekt involverer hovedsakelig i fabrikasjonen så vel som lyddeteksjon, mikrobalanser, generering av høye spenninger samt elektronisk frekvens, veldig fine optiske enheter med fokus. Dette er grunnlaget for en figur av vitenskapelige instrumentelle metoder ved atomoppløsning som STM, AFM (scanning probe microscopes). Den vanlige bruken av piezoelektrisk effekt er eksplosjonskilden til sigarettennere.
Eksempel på piezoelektrisk effekt
Som vi diskuterte, strømmen kan genereres ved å klemme et piezoelektrisk materiale. De piezoelektrisk effekt i en krystall er diskutert nedenfor. Den piezoelektriske effekten skjer under piezoelektrisk materialkompresjon. Piezoceramic materiale som piezoelektrisk krystall er plassert blant de to metallplatene som er vist i eksemplet nedenfor. Piezoelektrisiteten kan genereres når materialet blir presset ved å påføre mekanisk belastning.
Eksempel på piezoelektrisk effekt
I figuren ovenfor vil det være et spenningspotensial over materialet. Metallplatene i kretsen ovenfor kan være inneklemt av den piezoelektriske krystall. De to metallplatene samler ladningene, som genererer en spenning som er kjent som piezoelektrisitet.
I denne metoden fungerer den piezoelektriske effekten som et lite batteri genererer strøm . Så dette kalles direkte piezoelektrisk effekt . Det er flere enheter som kan bruke direkte piezoelektriske effekter som trykksensorer, mikrofoner, hydrofoner og sensing typer enheter.
Invers Piezoelectric Effect
Det omvendte eller omvendt piezoelektrisk effekt kan defineres som når den piezoelektriske effekten reverseres. Dette kan dannes ved å bruke elektrisk energi å få en krystall til å utvide seg. Hovedfunksjonen til denne effekten er å konvertere elektrisk energi til mekanisk energi.
Invers Piezoelectric Effect
Ved å benytte denne effekten kan vi utvikle enheter for å generere lydbølger. De beste eksemplene på disse enhetene er høyttalere, ellers summer.
Den største fordelen med å bruke disse høyttalerne er at de er ekstremt tynne, noe som skaper dem funksjonelle i en rekke telefoner. Selv sonartransdusere, så vel som medisinsk ultralyd, bruker invers piezoelektrisk prinsipp . Ikke-lydomvendte piezoelektriske enheter inkluderer aktuatorer så vel som motorer.
Hvordan bruke denne effekten?
De piezoelektrisk krystall vridning kan gjøres på forskjellige måter ved forskjellige frekvenser. Denne vridningen kan betegnes som vibrasjonsmodus. Designet av krystallet kan gjøres i en rekke former for å oppnå forskjellige vibrasjonsmodi.
Det er flere moduser som er utvidet for å betjene mange frekvensområder for å forstå lite, kostnadseffektive og høyytelsesenheter.
Disse modusene lar oss lage produkter for å fungere innen området kHz-MHz. Vibrasjonsmodusene er flextur, lengde, areal, radius, tykkelse, tykkelse fanget, overflate akustisk bølge og BGS bølge.
Keramikk er en betydelig samling av piezoelektriske materialer . Murata bruker disse forskjellige vibrasjonsmodusene samt keramikk for å lage mange verdifulle produkter som keramiske diskriminatorer, keramiske feller, keramiske BPF (båndpassfilter) , keramiske resonatorer, summer samt SAW-filtre.
Piezoelektriske effektapplikasjoner
Anvendelsene av piezoelektrisk effekt inkluderer følgende.
- Se lenken for å vite om piezoelektrisk effektprosjekt nemlig Footstep Power Generation System .
- Piezoelektrisk sensorer brukes i industrielle applikasjoner for en rekke bruksområder som motorslagssensorer, trykkfølere, ekkoloddutstyr, etc.
- Piezoelektrisk aktuatorer brukes i industrielle applikasjoner for en rekke bruksområder som dieselinnsprøytningsinjektorer, hurtigrespons-solenoider, optisk justering, ultralydrengjøring, ultralydssveising, piezoelektriske motorer, stableaktuatorer, stripeaktuatorer, piezoelektriske releer, etc.
- Piezoelektriske transdusere brukes i medisinske applikasjoner for en rekke bruksområder som ultralydavbildning, ultralydsprosedyrer,
- Piezoelektriske aktuatorer brukes i forbrukerelektronikk som piezoelektriske skrivere (en matriseskriver, blekkskriver), piezoelektriske høyttalere (mobiltelefoner, ørepropper, lydproduserende leker, musikalske gratulasjonskort og musikalske ballonger). Piezoelectric Buzzers, Piezoelectric Luftfuktere og Elektroniske tannbørster.
- Piezoelektriske materialer brukes i musikalske applikasjoner som instrument pickups og mikrofoner.
- Piezoelectricity brukes i forsvarsapplikasjoner som Micro Robotics, Course-changing Bullets, etc.
- Piezoelectricity brukes i noen andre applikasjoner som Piezoelectric Ignitors, Electricity Generation, MEMS (Microelectronic Mechanical Systems), Tennis Racquets, etc.
Dermed handler alt om en oversikt over piezoelektrisk effekt . Av informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at piezoelektrisk effekt er evnen til bestemte materialer til å produsere elektrisk energi når mekanisk stress påføres. Hovedegenskapene til denne effekten er reversible, noe som betyr at materialene som genererer den direkte piezoelektriske også genererer den omvendte piezoelektriske effekten. Her er et spørsmål til deg, hva er den piezoelektriske effekten i ultralyd ?
