П’єзоелектрика

П'ЄЗОЕЛЕКТРИКА

Визначення

П'єзоелектрика – це властивість матеріалів створювати електричну напругу при механічному навантаженні, такому як стиснення, розтягнення або зсув. Ефект п'єзоелектрики є оборотним, тобто прикладення електричного поля до п'єзоелектричного матеріалу може викликати його деформацію.

Відкриття п'єзоелектрики

Феномен п'єзоелектрики вперше спостерігали брати П'єр і Жак Кюрі в 1880 році. Вони виявили, що прикладення тиску до кристалів турмаліну та кварцу призводило до виникнення електричних зарядів на їх гранях.

Механізм п'єзоелектричного ефекту

П'єзоелектричний ефект обумовлений нерівноважним розподілом електричних зарядів усередині п'єзоелектричних матеріалів. Коли на такий матеріал діє механічне навантаження, він деформується, зміщуючи атоми та молекули відносно один одного. Це зміщення створює нерівноважний розподіл зарядів, що призводить до виникнення електричної напруги.

Види п'єзоелектричних матеріалів

П'єзоелектричні матеріали класифікують залежно від їх кристалічної структури:

Монокристалічні – мають упорядковану кристалічну структуру та проявляють найсильніший п'єзоелектричний ефект. Приклади: кварц, літієвий ніобат, галій-нітроген-оксид.

Полікристалічні – складаються з кристалітів з різною орієнтацією. Ефект п'єзоелектрики менш виражений, ніж у монокристалів. Приклади: пьезокераміка (наприклад, титанат барію).

Аморфні – не мають кристалічної структури. Проявляють слабкий п'єзоелектричний ефект, але можуть бути більш гнучкими і міцними, ніж кристалічні матеріали. Приклади: деякі полімери та композити.

Застосування п'єзоелектрики

П'єзоелектричні матеріали широко застосовуються в різних галузях:

Виробництво датчиків – використовуються для вимірювання тиску, температури, прискорення, сили та ін.

Акустика – застосовуються в мікрофонах, динаміках, сонарах та ультразвукових пристроях.

Електроніка – використовуються в генераторах частоти, фільтрах, осциляторах та інших електронних пристроях.

Медицина – застосовуються в ультразвуковій діагностиці, літотрипсії та відновлювальному лікуванні.

П'єзоелектрика – важливе явище, яке використовується в широкому спектрі застосувань. Від виробництва датчиків до медичних приладів, п'єзоелектричні матеріали відіграють ключову роль в сучасних технологіях.

Поширені запитання

• Що таке п'єзоелектрика?
• Здатність матеріалів створювати електричний струм при механічному навантаженні.
• Хто відкрив п'єзоелектрику?
• П'єр і Жак Кюрі в 1880 році.
• Які типи п'єзоелектричних матеріалів існують?
• Монокристалічні, полікристалічні та аморфні.
• У яких галузях застосовується п'єзоелектрика?
• Датчики, акустика, електроніка, медицина та інші.
• Які переваги використання п'єзоелектрики?
• Висока чутливість, низький рівень енергоспоживання, міцність і надійність.

Залишити коментар

Опубліковано Максим на 16 04 2024. Поданий під Вікі. Ви можете слідкувати за будь-якими відповідями через RSS 2.0. Ви можете подивитись до кінця і залишити відповідь.