Het eerste piëzo-elektrische effect werd uitgevonden in het jaar 1880 door twee broers van wetenschappers, namelijk ‘Pierre Curie’ en ‘Jacques’. Dit effect werd gevonden door de toegepaste druk op kristal, anders vormt kwarts een elektrische lading in het materiaal. Naderhand verwezen ze naar dat wetenschappelijke feit, zoals het piëzo-elektrische effect. De 'Curie-broers' vonden al snel de ' omgekeerd piëzo-elektrisch effect ”, En nadat ze hadden bevestigd dat wanneer een elektrisch veld nodig was op kristalklemmen, dit tot vervorming zal leiden. Dit staat bekend als het inverse piëzo-elektrische effect. De naam piëzo-elektrisch is ontleend aan het Griekse woord. De betekenis van het piëzo-woord wordt anders ingedrukt, terwijl elektrisch amber betekent.
Wat is het piëzo-elektrische effect?
De Piëzo-elektrisch effect kan worden gedefinieerd als het vermogen van bepaalde materialen om een elektrische lading op te wekken als reactie op toegepaste mechanische druk. Een van de exclusieve kenmerken van dit effect is omkeerbaar. Dat betekent de materialen het weergeven van het rechte piëzo-elektrische effect, en toont ook het omgekeerde piëzo-elektrische effect.
Piëzo-elektrisch effect
Telkens wanneer piëzo-elektrisch materiaal zich onder mechanische spanning bevindt, vindt een overdracht van de + ve en –ve ladingsdragers in het materiaal plaats, hetgeen resulteert tijdens een extern elektrisch veld. Wanneer ze omgekeerd zijn, breidt een extern elektrisch veld ook het piëzo-elektrische materiaal uit.
De toepassingen van piëzo-elektrisch effect hebben voornamelijk betrekking op de fabricage evenals geluidsdetectie, microbalansen, opwekking van hoge spanningen en elektronische frequentie, zeer fijne optische assemblages die scherpstellen. Dit is de basis van een aantal wetenschappelijke instrumentele methoden door atomaire resolutie zoals STM, AFM (scanning probe microscopen). De algemene toepassing van de piëzo-elektrisch effect is de explosiebron van aanstekers.
Voorbeeld van piëzo-elektrisch effect
Zoals we besproken hebben, de elektriciteit kan worden gegenereerd door in een piëzo-elektrisch materiaal te drukken. De piëzo-elektrisch effect in een kristal is hieronder besproken. Het piëzo-elektrische effect vindt plaats tijdens piëzo-elektrische materiaalcompressie. Piëzokeramisch materiaal zoals het piëzo-elektrische kristal wordt tussen de twee metalen platen geplaatst die in het onderstaande voorbeeld worden getoond. De piëzo-elektriciteit kan worden gegenereerd wanneer het materiaal wordt geperst door mechanische spanning uit te oefenen.
Voorbeeld van piëzo-elektrisch effect
In de bovenstaande afbeelding zal er een spanningspotentiaal over het materiaal zijn. De metalen platen in het bovenstaande circuit kunnen worden ingeklemd door het piëzo-elektrische kristal. De twee metalen platen verzamelen de ladingen, waardoor een spanning wordt opgewekt die bekend staat als piëzo-elektriciteit.
Bij deze methode functioneert het piëzo-elektrische effect als een kleine batterij wekt elektriciteit op Dus dit heet de direct piëzo-elektrisch effect Er zijn verschillende apparaten die directe piëzo-elektrische effecten kunnen gebruiken, zoals druksensoren, microfoons, hydrofoons en soorten sensoren.
Inverse piëzo-elektrisch effect
De inverse of omgekeerd piëzo-elektrisch effect kan worden gedefinieerd als, wanneer het piëzo-elektrische effect wordt omgekeerd. Dit kan worden gevormd door aan te brengen elektrische energie om een kristal te laten uitzetten. De belangrijkste functie van dit effect is om elektrische energie om te zetten in mechanische energie.
Inverse piëzo-elektrisch effect
Door dit effect toe te passen, kunnen we apparaten ontwikkelen om geluidsgolven te genereren. De beste voorbeelden van deze apparaten zijn luidsprekers, anders zoemers.
Het belangrijkste voordeel van het gebruik van deze luidsprekers is dat ze extreem dun zijn, waardoor ze functioneel zijn in verschillende telefoons. Zelfs sonartransducers, evenals medische echografie, maken gebruik van de omgekeerd piëzo-elektrisch principe Omgekeerde piëzo-elektrische apparaten zonder audio omvatten zowel actuatoren als motoren.
Hoe gebruik je dit effect?
De piëzo-elektrisch kristal draaien kan op verschillende manieren worden gedaan met verschillende frequenties. Dit draaien kan worden genoemd als trillingsmodus. Het ontwerp van het kristal kan worden gedaan in een verscheidenheid aan vormen om verschillende trillingsmodi te bereiken.
Er zijn verschillende modi uitgebreid voor het bedienen van talrijke frequentiebereiken om kleine, kosteneffectieve en hoogwaardige apparaten te begrijpen.
Met deze modi kunnen we producten maken die werken binnen het bereik van lage kHz-MHz. De trillingsmodi zijn flextuur, lengte, oppervlakte, straal, dikteschuif, dikte gevangen, akoestische oppervlaktegolf en BGS-golf.
Keramiek is een belangrijke verzameling van piëzo-elektrische materialen Murata gebruikt deze verschillende vibratiemodi en keramiek voor het maken van talloze waardevolle producten, zoals keramische discriminatoren, keramische vallen, keramiek BPF's (banddoorlaatfilters) , keramische resonatoren, zoemers en SAW-filters.
Piëzo-elektrische effecttoepassingen
De toepassingen van piëzo-elektrisch effect omvatten de volgende.
- Raadpleeg de link om meer te weten over de piëzo-elektrisch effectproject namelijk Footstep Power Generation-systeem
- Piëzo-elektrisch sensoren worden gebruikt in industriële toepassingen voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals motor-pingelsensoren, druksensoren, sonarapparatuur, enz.
- Piëzo-elektrisch actuatoren worden gebruikt in industriële toepassingen voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals dieselbrandstofinjectoren, snel reagerende solenoïden, optische aanpassing, ultrasone reiniging, ultrasoon lassen, piëzo-elektrische motoren, stapelactuatoren, stripactuatoren, piëzo-elektrische relais, enz.
- Piëzo-elektrische transducers worden gebruikt in medische toepassingen voor een verscheidenheid aan toepassingen, zoals echografie, ultrasone procedures,
- Piëzo-elektrische actuatoren worden gebruikt in consumentenelektronica zoals piëzo-elektrische printers (een matrixprinter, inkjetprinter), piëzo-elektrische luidsprekers (mobiele telefoons, oordopjes, speelgoed dat geluid produceert, muzikale wenskaarten en muzikale ballonnen). Piëzo-elektrische zoemers, piëzo-elektrische luchtbevochtigers en elektronische tandenborstels.
- Piëzo-elektrische materialen worden gebruikt in muziektoepassingen zoals instrument-pickups en microfoons.
- Piëzo-elektriciteit wordt gebruikt in defensietoepassingen zoals microrobotica, koersveranderende kogels, enz.
- Piëzo-elektriciteit wordt gebruikt in enkele andere toepassingen zoals piëzo-elektrische ontstekers, elektriciteitsopwekking, MEMS (micro-elektronische mechanische systemen), tennisrackets, enz.
Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de piëzo-elektrisch effect Uit de bovenstaande informatie kunnen we ten slotte concluderen dat piëzo-elektrisch effect het vermogen is van bepaalde materialen om elektrische energie te produceren wanneer mechanische spanning wordt toegepast. De belangrijkste kenmerken van dit effect zijn omkeerbaar, wat betekent dat de materialen die het directe piëzo-elektrische effect genereren, ook het omgekeerde piëzo-elektrische effect genereren. Hier is een vraag voor jou, wat is het piëzo-elektrische effect bij echografie
