El primer efecto piezoeléctrico fue inventado en el año 1880 por dos hermanos científicos, a saber, 'Pierre Curie' y 'Jacques'. Este efecto se encontró a partir de la presión aplicada al cristal, de lo contrario, el cuarzo forma una carga eléctrica en el material. Posteriormente, se refirieron a ese hecho científico como el efecto piezoeléctrico. Los 'hermanos Curie' inventaron rápidamente el ' efecto piezoeléctrico inverso ”, Y después de que confirmaron que cada vez que se requería un campo eléctrico en terminales de cristal, provocaría la distorsión. Esto se conoce como efecto piezoeléctrico inverso. El nombre piezoeléctrico se toma de la palabra griega. El significado de la palabra piezo se presiona de lo contrario apretar, mientras que eléctrico significa ámbar.
¿Qué es el efecto piezoeléctrico?
los Efecto piezoeléctrico Puede ser definido como la capacidad de materiales particulares para generar una carga eléctrica en respuesta a la presión mecánica aplicada. Una de las características exclusivas de este efecto es reversible. Eso significa los materiales mostrando el efecto piezoeléctrico recto, y también muestra el efecto piezoeléctrico inverso.
Efecto piezoeléctrico
Siempre que el material piezoeléctrico se encuentra bajo tensión mecánica, se produce una transferencia de los portadores de carga + ve y –ve dentro del material, que se produce durante un campo eléctrico exterior. Cuando se invierten, un campo eléctrico externo también extiende el material piezoeléctrico.
Las aplicaciones del efecto piezoeléctrico implican principalmente en la fabricación así como detección de sonido, microbalanzas, generación de altos voltajes así como frecuencia electrónica, conjuntos ópticos muy finos de enfoque. Esta es la base de una figura de métodos científicos instrumentales por resolución atómica como STM, AFM (microscopios de sonda de barrido). La aplicación común del efecto piezoeléctrico es la fuente de explosión de los encendedores de cigarrillos.
Ejemplo de efecto piezoeléctrico
Como discutimos, la electricidad se puede generar apretando un material piezoeléctrico. los El efecto piezoeléctrico en un cristal es se discute más adelante. El efecto piezoeléctrico ocurre durante la compresión del material piezoeléctrico. El material piezocerámico como el cristal piezoeléctrico se coloca entre las dos placas de metal que se muestran en el siguiente ejemplo. La piezoelectricidad se puede generar siempre que se apriete el material aplicando tensión mecánica.
Ejemplo de efecto piezoeléctrico
En la figura anterior, habrá un potencial de voltaje a través del material. Las placas de metal en el circuito anterior se pueden emparejar con el cristal piezoeléctrico. Las dos placas de metal recogen las cargas, lo que genera un voltaje que se conoce como piezoelectricidad.
En este método, el efecto piezoeléctrico funciona como una pequeña batería, ya que genera electricidad . Entonces esto se llama efecto piezoeléctrico directo . Hay varios dispositivos que pueden usar efectos piezoeléctricos directos, como sensores de presión, micrófonos, hidrófonos y tipos de dispositivos de detección.
Efecto piezoeléctrico inverso
La inversa o efecto piezoeléctrico inverso se puede definir como, siempre que se invierte el efecto piezoeléctrico. Esto se puede formar aplicando energía eléctrica para hacer que un cristal se expanda. La función principal de este efecto es convertir la energía eléctrica en energía mecánica.
Efecto piezoeléctrico inverso
Al emplear este efecto, podemos desarrollar dispositivos para generar ondas sonoras de audio. Los mejores ejemplos de estos dispositivos son los altavoces, por lo demás, timbres.
El principal beneficio de usar estos altavoces es que son extremadamente delgados, lo que los hace funcionales en una variedad de teléfonos. Incluso los transductores de sonda, así como los ultrasonidos médicos, utilizan principio piezoeléctrico inverso . Los dispositivos piezoeléctricos inversos que no son de audio comprenden tanto actuadores como motores.
¿Cómo utilizar este efecto?
los cristal piezoeléctrico la torsión se puede hacer de diferentes métodos y con diferentes frecuencias. Este giro se puede denominar modo de vibración. El diseño del cristal se puede realizar en una variedad de formas para lograr diversos modos de vibración.
Hay varios modos que se han extendido para operar numerosos rangos de frecuencia para comprender dispositivos pequeños, rentables y de alto rendimiento.
Estos modos nos permiten crear productos para trabajar dentro del rango de rango bajo de kHz-MHz. Los modos de vibración son flextura, longitudinal, área, radio, espesor de corte, espesor atrapado, onda acústica de superficie y onda BGS.
Las cerámicas son una colección significativa de materiales piezoeléctricos . Murata utiliza estos diferentes modos de vibración, así como la cerámica para fabricar numerosos productos valiosos como discriminadores de cerámica, trampas de cerámica, cerámica BPF (filtros de paso de banda) , resonadores cerámicos, zumbadores y filtros SAW.
Aplicaciones de efectos piezoeléctricos
Las aplicaciones del efecto piezoeléctrico incluyen las siguientes.
- Consulte el enlace para conocer el proyecto de efecto piezoeléctrico a saber Sistema de generación de energía paso a paso .
- Piezoeléctrico sensores se utilizan en aplicaciones industriales para una variedad de usos como sensores de detonación del motor, sensores de presión, equipos de sonda, etc.
- Piezoeléctrico actuadores se utilizan en aplicaciones industriales para una variedad de usos como inyectores de combustible diesel, solenoides de respuesta rápida, ajuste óptico, limpieza ultrasónica, soldadura ultrasónica, motores piezoeléctricos, actuadores de pila, actuadores de banda, relés piezoeléctricos, etc.
- Transductores piezoeléctricos se utilizan en aplicaciones médicas para una variedad de usos como imágenes de ultrasonido, procedimientos ultrasónicos,
- Los actuadores piezoeléctricos se utilizan en productos electrónicos de consumo como impresoras piezoeléctricas (una impresora de matriz de puntos, impresora de inyección de tinta), altavoces piezoeléctricos (teléfonos móviles, auriculares, juguetes que producen sonido, tarjetas de felicitación musicales y globos musicales). Zumbadores piezoeléctricos, humidificadores piezoeléctricos y cepillos de dientes electrónicos.
- Los materiales piezoeléctricos se utilizan en aplicaciones musicales como pastillas de instrumentos y micrófonos.
- La piezoelectricidad se utiliza en aplicaciones de defensa como micro robótica, balas de cambio de rumbo, etc.
- La piezoelectricidad se utiliza en algunas otras aplicaciones como encendedores piezoeléctricos, generación de electricidad, MEMS (sistemas mecánicos microelectrónicos), raquetas de tenis, etc.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de la efecto piezoeléctrico . De la información anterior, finalmente, podemos concluir que el efecto piezoeléctrico es la capacidad de materiales particulares para producir energía eléctrica cuando se aplica tensión mecánica. Las principales características de este efecto son reversibles, lo que significa que los materiales que generan el piezoeléctrico directo también generan el efecto piezoeléctrico inverso. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Cuál es el efecto piezoeléctrico en ultrasonido? ?
