První piezoelektrický efekt vynalezli v roce 1880 dva bratři vědců, jmenovitě Pierre Curie a Jacques. Tento efekt byl zjištěn z aplikovaného tlaku na krystal, jinak křemen tvoří elektrický náboj v materiálu. Poté odkazovali na tento vědecký fakt, jako je piezoelektrický jev. „Bratři Curieovi“ rychle vymysleli „ inverzní piezoelektrický jev “A poté, co potvrdili, že kdykoli bude na krystalových svorkách vyžadováno elektrické pole, povede to ke zkreslení. Toto je známé jako inverzní piezoelektrický jev. Název piezoelektrický je převzato z řeckého slova. Význam piezoelektrického slova je stlačen, jinak stlačit, zatímco elektrický znamená jantarově.
Co je piezoelektrický efekt?
The Piezoelektrický efekt lze definovat jako schopnost konkrétních materiálů generovat elektrický náboj v reakci na aplikovaný mechanický tlak. Jedna z exkluzivních charakteristik tohoto efektu je reverzibilní. To znamená materiály zobrazení přímého piezoelektrického efektu a také zobrazení zpětného piezoelektrického efektu.
Piezoelektrický efekt
Kdykoli je piezoelektrický materiál umístěn pod mechanickým namáháním, dochází k přenosu kladných i záporných nosičů náboje v materiálu, což vede k vnějšímu elektrickému poli. Když se obrátili, externí elektrické pole také rozšiřuje piezoelektrický materiál.
Aplikace piezoelektrického efektu zahrnují zejména výmysl stejně jako detekce zvuku, mikrováhy, generování vysokého napětí i elektronické frekvence, zaostřování velmi jemných optických sestav. To je základ postavy vědeckých instrumentálních metod atomovým rozlišením jako STM, AFM (skenovací mikroskopy). Běžná aplikace piezoelektrický jev je zdroj exploze zapalovačů cigaret.
Příklad piezoelektrického efektu
Jak jsme projednali, elektřina lze generovat mačkáním piezoelektrického materiálu. The piezoelektrický jev v krystalu je diskutováno níže. K piezoelektrickému jevu dochází během komprese piezoelektrického materiálu. Piezokeramický materiál, jako je piezoelektrický krystal, je umístěn mezi dvě kovové desky, které jsou zobrazeny v níže uvedeném příkladu. Piezoelektřina může být generována kdykoli je materiál stlačen působením mechanického napětí.
Příklad piezoelektrického efektu
Na výše uvedeném obrázku bude napěťový potenciál napříč materiálem. Kovové desky ve výše uvedeném obvodu mohou být vloženy piezoelektrickým krystalem. Dvě kovové desky shromažďují náboje, které generují napětí známé jako piezoelektřina.
V této metodě funguje piezoelektrický efekt jako malá baterie vyrábí elektřinu . Tomu se tedy říká přímý piezoelektrický jev . Existuje několik zařízení, která mohou používat přímé piezoelektrické efekty, jako jsou tlakové senzory, mikrofony, hydrofony a snímací typy zařízení.
Inverzní piezoelektrický efekt
Inverzní nebo reverzní piezoelektrický jev lze definovat jako, kdykoli se obrátí piezoelektrický efekt. To lze vytvořit aplikací elektrická energie aby se krystal rozšířil. Hlavní funkcí tohoto efektu je přeměna elektrické energie na energii mechanickou.
Inverzní piezoelektrický efekt
Použitím tohoto efektu můžeme vyvinout zařízení pro generování zvukových zvukových vln. Nejlepším příkladem těchto zařízení jsou reproduktory, jinak bzučáky.
Hlavní výhodou používání těchto reproduktorů je, že jsou extrémně tenké, což je činí funkčními v různých telefonech. Dokonce i sonarové převodníky, stejně jako lékařský ultrazvuk, využívají inverzní piezoelektrický princip . Non-audio reverzní piezoelektrická zařízení zahrnují akční členy i motory.
Jak používat tento efekt?
The piezoelektrický krystal kroucení lze provádět různými metodami podle různých frekvencí. Toto zkroucení lze pojmenovat jako vibrační režim. Navrhování krystalu lze provést do různých tvarů pro dosažení různých režimů vibrací.
Existuje několik režimů, které byly rozšířeny pro provoz mnoha frekvenčních rozsahů, aby bylo možné porozumět malým, nákladově efektivním a vysoce výkonným zařízením.
Tyto režimy nám umožňují vytvářet produkty pro práci v rozsahu nízkých kHz-MHz. Vibrační režimy jsou flextura, podélná, plošná, poloměr, smykové tloušťky, zachycené tloušťky, povrchová akustická vlna a vlna BGS.
Keramika je významnou sbírkou piezoelektrické materiály . Murata používá tyto různé vibrační režimy i keramiku pro výrobu mnoha cenných produktů, jako jsou keramické diskriminátory, keramické lapače, keramika BPF (pásmové filtry) , keramické rezonátory, bzučáky a filtry SAW.
Aplikace piezoelektrických efektů
Mezi aplikace piezoelektrického efektu patří následující.
- Další informace o odkazu naleznete v odkazu projekt piezoelektrického efektu a to Systém výroby energie po stopách .
- Piezoelektrický senzory se používají v průmyslových aplikacích pro nejrůznější použití, jako jsou snímače klepání motoru, snímače tlaku, zařízení sonaru atd.
- Piezoelektrický pohony se používají v průmyslových aplikacích pro nejrůznější použití, jako jsou vstřikovače nafty, solenoidy s rychlou odezvou, optické seřízení, čištění ultrazvukem, ultrazvukové svařování, piezoelektrické motory, akční členy zásobníku, akční členy s proužky, piezoelektrická relé atd.
- Piezoelektrické měniče se používají v lékařských aplikacích pro nejrůznější použití, jako je ultrazvukové zobrazování, ultrazvukové procedury,
- Piezoelektrické ovladače se používají ve spotřební elektronice, jako jsou piezoelektrické tiskárny (jehličková tiskárna, inkoustová tiskárna), piezoelektrické reproduktory (mobilní telefony, špunty do uší, hračky produkující zvuk, hudební pohlednice a hudební balónky). Piezoelektrické bzučáky, piezoelektrické zvlhčovače a elektronické zubní kartáčky.
- Piezoelektrické materiály se používají v hudebních aplikacích, jako jsou snímače nástrojů a mikrofony.
- Piezoelektřina se používá v obranných aplikacích, jako je Micro Robotics, odrážky měnící kurz atd.
- Piezoelektřina se používá v některých dalších aplikacích, jako jsou piezoelektrické zapalovače, výroba elektřiny, MEMS (mikroelektronické mechanické systémy), tenisové rakety atd.
Jedná se tedy o přehled o piezoelektrický jev . Z výše uvedených informací nakonec můžeme usoudit, že piezoelektrický účinek je schopnost konkrétních materiálů produkovat elektrickou energii při působení mechanického napětí. Hlavní charakteristiky tohoto efektu jsou reverzibilní, což znamená, že materiály, které generují přímý piezoelektrický prvek, také generují inverzní piezoelektrický efekt. Zde je otázka pro vás, jaký je piezoelektrický jev v ultrazvuku ?
