Den første piezoelektriske effekt blev opfundet i året 1880 af to videnskabsmands brødre, nemlig 'Pierre Curie' og 'Jacques'. Denne effekt blev fundet fra det påførte tryk til krystal, ellers danner kvarts en elektrisk ladning i materialet. Bagefter henviste de til den videnskabelige kendsgerning som den piezoelektriske effekt. 'Curie-brødrene' opfandt hurtigt ' invers piezoelektrisk effekt ”, Og efter at de har bekræftet, at når der kræves et elektrisk felt på krystalterminaler, vil det føre til forvrængning. Dette er kendt som den inverse piezoelektriske effekt. Navnet piezoelektrisk er taget fra det græske ord. Betydningen af piezoordet trykkes ellers sammen, mens elektrisk betyder rav.
Hvad er den piezoelektriske effekt?
Det Piezoelektrisk effekt kan defineres som evnen hos bestemte materialer til at generere en elektrisk ladning som svar på anvendt mekanisk tryk. En af de eksklusive egenskaber ved denne effekt er reversibel. Det betyder materialerne viser den lige piezoelektriske effekt og viser også den omvendte piezoelektriske effekt.
Piezoelektrisk effekt
Hver gang piezoelektrisk materiale er placeret under mekanisk spænding, finder en overførsel af + ve såvel som –ve-ladebærere sted i materialet, der resulterer i et udvendigt elektrisk felt. Når de vendes, udvider et eksternt elektrisk felt også det piezoelektriske materiale.
Anvendelserne af piezoelektrisk effekt involverer hovedsageligt i fabrikationen såvel som lyddetektering, mikrobalancer, generering af høje spændinger såvel som elektronisk frekvens, meget fine optiske enheder med fokus. Dette er grundlaget for en figur af videnskabelige instrumentelle metoder ved atomopløsning som STM, AFM (scanning probe microscopes). Den fælles anvendelse af piezoelektrisk effekt er eksplosionskilden til cigarettændere.
Eksempel på piezoelektrisk effekt
Som vi diskuterede, strømmen kan genereres ved at klemme et piezoelektrisk materiale. Det piezoelektrisk effekt i en krystal er diskuteret nedenfor. Den piezoelektriske effekt sker under kompression af piezoelektrisk materiale. Piezoceramic materiale som den piezoelektriske krystal placeres blandt de to metalplader, der er vist i nedenstående eksempel. Piezoelektriciteten kan genereres, når materialet presses ved mekanisk belastning.
Eksempel på piezoelektrisk effekt
I ovenstående figur vil der være et spændingspotentiale på tværs af materialet. Metalpladerne i ovenstående kredsløb kan være klemt ind af den piezoelektriske krystal. De to metalplader samler ladningerne, som genererer en spænding, der er kendt som piezoelektricitet.
I denne metode fungerer den piezoelektriske effekt som et lille batteri, som det genererer elektricitet . Så dette kaldes direkte piezoelektrisk effekt . Der er flere enheder, der kan bruge direkte piezoelektriske effekter såsom trykfølere, mikrofoner, hydrofoner og sensingstyper af enheder.
Omvendt piezoelektrisk effekt
Det omvendte eller omvendt piezoelektrisk effekt kan defineres som, når den piezoelektriske effekt vendes. Dette kan dannes ved at anvende elektrisk energi for at få en krystal til at udvide sig. Hovedfunktionen ved denne effekt er at konvertere elektrisk energi til mekanisk energi.
Omvendt piezoelektrisk effekt
Ved at anvende denne effekt kan vi udvikle enheder til at generere lydlydbølger. De bedste eksempler på disse enheder er højttalere, ellers summer.
Den største fordel ved at bruge disse højttalere er, at de er ekstremt tynde, hvilket skaber dem funktionelle i en række forskellige telefoner. Selv sonartransducere såvel som medicinsk ultralyd bruger omvendt piezoelektrisk princip . Ikke-audio omvendte piezoelektriske enheder omfatter aktuatorer såvel som motorer.
Hvordan bruges denne effekt?
Det piezoelektrisk krystal vridning kan udføres i forskellige metoder ved forskellige frekvenser. Denne vridning kan navngives som vibrationstilstand. Designet af krystallen kan udføres i forskellige former for at opnå forskellige vibrationstilstande.
Der er flere tilstande, der er blevet udvidet til at betjene adskillige frekvensområder for at forstå små, omkostningseffektive såvel som højtydende enheder.
Disse tilstande giver os mulighed for at oprette produkter, der fungerer inden for området lavt kHz-MHz. Vibrationstilstandene er flextur, længde, areal, radius, tykkelse forskydning, tykkelse fanget, overflade akustisk bølge og BGS bølge.
Keramik er en betydelig samling af piezoelektriske materialer . Murata bruger disse forskellige vibrationstilstande såvel som keramik til fremstilling af adskillige værdifulde produkter som keramiske diskriminatorer, keramiske fælder, keramiske BPF'er (båndpasfiltre) , keramiske resonatorer, summer samt SAW-filtre.
Piezoelektriske effektapplikationer
Anvendelserne af piezoelektrisk effekt inkluderer følgende.
- Se linket for at vide om projekt med piezoelektrisk effekt nemlig Footstep Power Generation System .
- Piezoelektrisk sensorer bruges i industrielle applikationer til en række forskellige anvendelser, såsom motordrevne sensorer, trykfølere, ekkolodsudstyr osv.
- Piezoelektrisk aktuatorer bruges i industrielle applikationer til en række anvendelser som dieselbrændstofinjektorer, hurtigrespons-solenoider, optisk justering, ultralydsrengøring, ultralydssvejsning, piezoelektriske motorer, stakaktuatorer, stribeaktuatorer, piezoelektriske relæer osv.
- Piezoelektriske transducere bruges i medicinske applikationer til en række anvendelser som ultralydsbilleddannelse, ultralydsprocedurer,
- Piezoelektriske aktuatorer bruges i forbrugerelektronik som piezoelektriske printere (en dot-matrix printer, inkjet printer), piezoelektriske højttalere (mobiltelefoner, ørepropper, lydproducerende legetøj, musikalske lykønskningskort og musikalske balloner). Piezoelektriske summer, Piezoelektriske luftbefugtere og elektroniske tandbørster.
- Piezoelektriske materialer bruges i musikalske applikationer som instrumentopsamlinger og mikrofoner.
- Piezoelektricitet bruges i forsvarsapplikationer som Micro Robotics, Course-changing Bullets osv.
- Piezoelektricitet bruges i nogle andre applikationer som piezoelektriske tændere, elproduktion, MEMS (mikroelektroniske mekaniske systemer), tennisracketter osv.
Således handler dette alt om en oversigt over piezoelektrisk effekt . Af ovenstående oplysninger kan vi endelig konkludere, at piezoelektrisk effekt er bestemte materialers evne til at producere elektrisk energi, når der påføres mekanisk stress. De vigtigste egenskaber ved denne effekt er reversible, hvilket betyder, at de materialer, der genererer den direkte piezoelektriske, også genererer den omvendte piezoelektriske effekt. Her er et spørgsmål til dig, hvad er den piezoelektriske effekt i ultralyd ?
