Hur fungerar piezoelektrik?
På atomnivå har piezoelektrik en kristallstruktur som saknar ett symmetricentrum. Detta innebär att när materialet belastas mekaniskt, till exempel genom klämning eller sträckning, förskjuts de positiva och negativa laddningarna i kristallen, vilket skapar en elektrisk potential. Det omvända är också sant:när ett elektriskt fält appliceras på materialet förskjuts de positiva och negativa laddningarna, vilket gör att materialet deformeras.
Den piezoelektriska effekten är starkast i vissa material, såsom kvarts, turmalin och blyzirkonattitanat (PZT). Dessa material används ofta i piezoelektriska sensorer och ställdon.
Tillämpningar av piezoelektrik
Piezoelektrik används i en mängd olika applikationer, inklusive:
* Sensorer: Piezoelektriska sensorer omvandlar mekaniska spänningar till elektriska signaler. De används i en mängd olika enheter, såsom accelerometrar, trycksensorer och vibrationssensorer.
* aktuatorer: Piezoelektriska ställdon omvandlar elektriska signaler till mekanisk rörelse. De används i en mängd olika enheter, såsom ultraljudsmotorer, bläckstråleskrivare och mikrofluidenheter.
* Energiskörd: Piezoelektriska material kan användas för att omvandla mekanisk energi till elektrisk energi. Detta kan användas för att driva små enheter, såsom klockor och miniräknare.
Piezoelektrik är en mångsidig och allmänt använd klass av material som har ett brett användningsområde. Deras unika egenskaper gör dem idealiska för sensorer, ställdon och energiskördande enheter.
Här är några ytterligare detaljer om hur piezoelektrik fungerar:
* Den piezoelektriska effekten är en reversibel process. Detta betyder att om ett piezoelektriskt material utsätts för mekanisk påkänning kommer det att generera en elektrisk laddning, och om ett elektriskt fält appliceras på materialet kommer det att uppleva fysisk deformation.
* Den piezoelektriska effekten är starkast i material som har en hög piezoelektrisk koefficient. Den piezoelektriska koefficienten är ett mått på mängden elektrisk laddning som genereras av en given mängd mekanisk påkänning.
* Den piezoelektriska effekten påverkas också av materialets temperatur. Den piezoelektriska koefficienten minskar vanligtvis med ökande temperatur.
* Piezoelektriska material kan användas på en mängd olika sätt, beroende på applikation. Till exempel kan piezoelektriska sensorer användas för att mäta accelerationer, tryck och vibrationer, medan piezoelektriska ställdon kan användas för att flytta föremål eller generera ljud.
Piezoelektrik är en fascinerande och mångsidig klass av material som har ett brett användningsområde. Genom att förstå hur de fungerar kan vi designa och använda dem för att lösa en mängd olika problem.
