Prvi piezoelektrični učinek sta leta 1880 izumila brata znanstvenika, in sicer 'Pierre Curie' in 'Jacques'. Ta učinek je bil ugotovljen iz pritiska na kristal, sicer kremen v materialu tvori električni naboj. Nato so se sklicevali na to znanstveno dejstvo, kot je piezoelektrični učinek. 'Brata Curie' sta hitro izumila ' inverzni piezoelektrični učinek 'In potem, ko so potrdili, da kadar koli je na kristalnih terminalih potrebno električno polje, bo to povzročilo popačenje. To je znano kot inverzni piezoelektrični učinek. Ime piezoelektrični je prevzeto iz grške besede. Pomen piezo besede je pritisnjen drugače stisni, medtem ko električni pomeni jantar.
Kaj je piezoelektrični učinek?
The Piezoelektrični učinek lahko definiramo kot sposobnost določenih materialov za ustvarjanje električnega naboja kot odziv na uporabljeni mehanski tlak. Ena od izključnih značilnosti tega učinka je reverzibilna. To pomeni materialov prikazuje ravni piezoelektrični učinek in prikazuje tudi povratni piezoelektrični učinek.
Piezoelektrični učinek
Kadar se piezoelektrični material nahaja pod mehanskimi napetostmi, pride do prenosa nosilcev + ve in –ve naboja znotraj materiala, kar nastane med zunanjim električnim poljem. Ko se obrnejo, zunanje električno polje razširi tudi piezoelektrični material.
Uporaba piezoelektričnega učinka v glavnem vključuje izdelavo kot tudi zaznavanje zvoka, mikrobalansi, generiranje visokih napetosti, pa tudi elektronske frekvence, zelo fini optični sklopi za ostrenje. To je temelj številnih znanstvenih instrumentalnih metod z atomsko ločljivostjo, kot so STM, AFM (mikroskopi s sondirnimi sondami). Skupna uporaba piezoelektrični učinek je vir eksplozij vžigalnikov.
Primer piezoelektričnega učinka
Kot smo se pogovarjali, elektriko lahko nastane s stiskanjem piezoelektričnega materiala. The piezoelektrični učinek v kristalu je obravnavano spodaj. Piezoelektrični učinek se pojavi med stiskanjem piezoelektričnega materiala. Piezokeramični material, kot je piezoelektrični kristal, je postavljen med dve kovinski plošči, ki sta prikazani v spodnjem primeru. Piezoelektričnost lahko ustvarimo, kadar material stisnemo z mehanskimi obremenitvami.
Primer piezoelektričnega učinka
Na zgornji sliki bo napetostni potencial na materialu. Kovinske plošče v zgornjem krogu lahko stisne piezoelektrični kristal. Dve kovinski plošči zbirata naboje, kar ustvarja napetost, ki je znana kot piezoelektričnost.
Pri tej metodi piezoelektrični učinek deluje kot majhna baterija proizvaja elektriko . Torej se temu reče neposredni piezoelektrični učinek . Obstaja več naprav, ki lahko uporabljajo neposredne piezoelektrične učinke, kot so tlačni senzorji, mikrofoni, hidrofoni in vrste zaznavanja.
Inverzni piezoelektrični učinek
Inverzna oz povratni piezoelektrični učinek lahko definiramo kot, kadar je piezoelektrični učinek obrnjen. To lahko oblikujemo z uporabo električna energija da se kristal razširi. Glavna naloga tega učinka je pretvorba električne energije v mehansko.
Inverzni piezoelektrični učinek
Z uporabo tega učinka lahko razvijemo naprave za ustvarjanje zvočnih valov. Najboljši primeri teh naprav so zvočniki, sicer zvočni signali.
Glavna prednost uporabe teh zvočnikov je v tem, da so izredno tanki, zaradi česar so funkcionalni v različnih telefonih. Celo sonarni pretvorniki, pa tudi medicinski ultrazvok, uporabljajo inverzni piezoelektrični princip . Neavdio povratne piezoelektrične naprave vključujejo pogone in motorje.
Kako uporabiti ta učinek?
The piezoelektrični kristal sukanje se lahko izvede na različne načine z različnimi frekvencami. To sukanje lahko poimenujemo kot način vibriranja. Kristal lahko oblikujemo v različne oblike za doseganje različnih načinov vibracij.
Obstaja več načinov, razširjenih za upravljanje številnih frekvenčnih pasov, da bi razumeli malo, stroškovno učinkovite in visoko zmogljive naprave.
Ti načini nam omogočajo, da ustvarjamo izdelke, ki delujejo v območju nizkih kHz-MHz. Načini nihanja so upogibanje, vzdolž, površina, polmer, strižni debeline, ujeta debelina, površinski zvočni val in BGS val.
Keramika je pomembna zbirka piezoelektrični materiali . Murata uporablja te različne načine vibracij in keramike za izdelavo številnih dragocenih izdelkov, kot so keramični diskriminatorji, keramične pasti, keramika BPF (pasovni filtri) , keramični resonatorji, zvočniki in filtri SAW.
Aplikacije piezoelektričnega učinka
Uporaba piezoelektričnega učinka vključuje naslednje.
- Prosimo, glejte povezavo, če želite izvedeti več o projekt piezoelektričnega učinka in sicer Sistem za proizvodnjo energije po stopinjah .
- Piezoelektrični senzorji se uporabljajo v industrijskih aplikacijah za različne namene, kot so senzorji trka motorja, senzorji tlaka, oprema Sonar itd.
- Piezoelektrični pogoni se uporabljajo v industrijskih aplikacijah za različne namene, kot so vbrizgalniki dizelskega goriva, magnetni odzivi s hitrim odzivom, optična nastavitev, ultrazvočno čiščenje, ultrazvočno varjenje, piezoelektrični motorji, pogonski sklopi, tračni aktuatorji, piezoelektrični releji itd.
- Piezoelektrični pretvorniki se uporabljajo v medicinskih aplikacijah za različne namene, kot so ultrazvočno slikanje, ultrazvočni postopki,
- Piezoelektrični aktuatorji se uporabljajo v potrošniški elektroniki, kot so piezoelektrični tiskalniki (matrični tiskalnik, brizgalni tiskalnik), piezoelektrični zvočniki (mobilni telefoni, ušesni čepki, igrače za ustvarjanje zvoka, glasbene voščilnice in glasbeni baloni). Piezoelektrični zvočniki, Piezoelektrični vlažilci in elektronske zobne ščetke.
- Piezoelektrični materiali se uporabljajo v glasbenih aplikacijah, kot so instrumentalni sprejemniki in mikrofoni.
- Piezoelektričnost se uporablja v obrambnih aplikacijah, kot so mikro robotika, krogle, ki spreminjajo smer itd.
- Piezoelektričnost se uporablja v nekaterih drugih aplikacijah, kot so piezoelektrični vžigalniki, proizvodnja električne energije, MEMS (mikroelektronski mehanski sistemi), teniške loparice itd.
Tu gre torej za pregled piezoelektrični učinek . Iz zgornjih informacij lahko končno zaključimo, da je Piezoelektrični učinek sposobnost določenih materialov, da proizvajajo električno energijo, kadar delujejo mehanske obremenitve. Glavne značilnosti tega učinka so reverzibilne, kar pomeni, da materiali, ki ustvarjajo neposredni piezoelektrik, ustvarijo tudi obratni piezoelektrični učinek. Tukaj je vprašanje za vas, kakšen je piezoelektrični učinek pri ultrazvoku ?
