Mi a piezoelektromos hatás?

A piezoelektromos hatás bizonyos kristályok egyedi tulajdonsága, ahol fizikai stressznek vetik alá elektromos mezőt vagy áramot.Ugyanez a hatás fordított módon is megfigyelhető, ahol a kristályon lévő bevezetett elektromos mező stresszt okoz a szerkezetére.A piezoelektromos hatás elengedhetetlen az átalakítók számára, amelyek elektromos alkatrészek, amelyeket az érzékelő és az áramköri alkalmazások széles választékában használnak.Annak ellenére, hogy az elektro-mechanikus eszközökben alkalmazott jelenség sokoldalúságú, 1880-ban fedezték fel, de csak egy évszázad későbbi felének széles körű felhasználását találták.A piezoelektromos hatást mutató kristályos struktúrák típusai közé tartozik a kvarc, a topaz és a Rochelle só, amely egy típusú kálium -só, amelynek kémiai képlete van ₄ H _{4 6} 4H ₂ O.Pierre Curie -nak, aki híres az 1903 -as Nobel -díjas fizikában a feleségével, Marie -val való sugárzás kutatásáért, elismeri a piezoelektromos hatást testvérével, Jacques Curie -vel 1880 -ban. A testvérek akkoriban nem fedezték fel a fordított piezoelektromos hatást.Ugyanakkor, ahol az elektromosság deformálja a kristályokat.Gabriel Lippmann, a francia-luxembourgish fizikus, a következő évben jóváírják a fordított effektus felfedezéssel, amely 1883-ban a Lippmann elektrométer feltalálásához vezetett, amely az első kísérleti elektrokardiográfiás (ECG) gép működésének középpontjában áll.

A piezoelektromos hatások egyedi tulajdonsága, hogy gyakran több ezer volt elektromos energiapotenciál -különbséget fejlesztenek ki nagyon alacsony áramszintekkel.Ez még apró piezoelektromos kristályokat is hasznos tárgyakká teszi a gyújtóberendezések, például a gázkemencékben történő szikrák előállításához.A piezoelektromos kristályok egyéb általános felhasználása magában foglalja a mikroszkópok, nyomtatók és elektronikus órák pontos mozgásainak ellenőrzését.A kristályok általában olyan töltési egyenleggel rendelkeznek, ahol a negatív és pozitív töltések pontosan megszüntetik egymást a kristályrács merev síkjain.Ha ezt a töltési egyensúlyt megszakítják, ha fizikai feszültséget alkalmaznak egy kristályra, akkor az energiát elektromos töltőhordozók továbbítják, így az áramot a kristályban.A Converse piezoelektromos hatással egy külső elektromos mezőt alkalmazva a kristályra kiegyensúlyozhatja a semleges töltési állapotot, ami mechanikai stresszt és a rácsszerkezet enyhe kiigazítását eredményezi.A kvarcóráktól kezdve a vízmelegítő -gyújtókig, a hordozható rácsokig és még néhány kézi öngyújtóig.A számítógépes nyomtatókban a miniszteri kristályokat a tintasugaras fúvókákon használják a tinta áramlásának blokkolására.Ha áramot alkalmaznak rájuk, deformálódnak, lehetővé téve, hogy a tinta gondosan ellenőrzött kötetekben papírra áramoljon, hogy szöveg és képek előállítása legyen.Az olyan tárgyak közötti távolság mérése, mint például az építési kereskedelemben részt vevő ménes keresők.Az ultrahangos átalakítók piezoelektromos kristályokon és sok mikrofonon alapulnak.2011 -től bárium -titanátból, ólom -titanátból vagy ólom cironátból készült kristályokat használnak, amelyek alacsonyabb feszültségeket termelnek, mint a Rochelle -sót, amely e technológiák korai formáiban volt a standard kristály.

A piezoelektromos hatás kihasználására szolgáló technológia egyik legfejlettebb formája 2011 -től a pásztázó alagútmikroszkóp (STM), amelyet az atomok és a kis molekulák szerkezetének vizuális vizsgálatára használnak.Az STM alapvető eszköz a nanotechnológia területén.Az STM -ben használt piezoelektromos kristályok képesek mérhető mozgást generálni csak egy Fe skálánw nanométer vagy egy méter milliárdja.