Le premier effet piézoélectrique a été inventé en 1880 par deux frères scientifiques, à savoir «Pierre Curie» et «Jacques». Cet effet a été trouvé à partir de la pression appliquée au cristal, sinon le quartz forme une charge électrique dans le matériau. Par la suite, ils se sont référés à ce fait scientifique comme l'effet piézoélectrique. Les «frères Curie» ont rapidement inventé le « effet piézoélectrique inverse », Et après avoir confirmé que chaque fois qu'un champ électrique était requis sur les bornes à cristal, cela conduirait à la distorsion. Ceci est connu comme l'effet piézoélectrique inverse. Le nom piézoélectrique est tiré du mot grec. Le sens du mot piézo est pressé sinon presser, alors qu'électrique signifie ambre.
Quel est l'effet piézoélectrique?
Le Effet piézoélectrique peut être défini comme la capacité de matériaux particuliers à générer une charge électrique en réponse à une pression mécanique appliquée. L'une des caractéristiques exclusives de cet effet est réversible. Cela signifie les matériaux affichage de l'effet piézoélectrique droit, et affiche également l'effet piézoélectrique inverse.
Effet piézoélectrique
Chaque fois que le matériau piézoélectrique est situé sous une contrainte mécanique, un transfert des porteurs de charge + ve et –ve à l'intérieur du matériau a lieu, qui se produit pendant un champ électrique extérieur. Lorsqu'ils sont inversés, un champ électrique externe prolonge également le matériau piézoélectrique.
Les applications de l'effet piézoélectrique impliquent principalement la fabrication ainsi que la détection sonore, les microbalances, la génération de hautes tensions ainsi que la fréquence électronique, des montages optiques très fins focalisant. C'est le fondement d'une figure de méthodes instrumentales scientifiques par résolution atomique comme le STM, l'AFM (microscopes à sonde à balayage). L'application commune du effet piézoélectrique est la source d'explosion des briquets.
Exemple d'effet piézoélectrique
Comme nous en avons discuté, l'électricité peut être généré par compression d'un matériau piézoélectrique. Le l'effet piézoélectrique dans un cristal est discuté ci-dessous. L'effet piézoélectrique se produit lors de la compression du matériau piézoélectrique. Un matériau piézo-céramique comme le cristal piézoélectrique est placé parmi les deux plaques métalliques illustrées dans l'exemple ci-dessous. La piézoélectricité peut être générée chaque fois que le matériau est pressé par application d'une contrainte mécanique.
Exemple d'effet piézoélectrique
Dans la figure ci-dessus, il y aura un potentiel de tension à travers le matériau. Les plaques métalliques dans le circuit ci-dessus peuvent être prises en sandwich par le cristal piézoélectrique. Les deux plaques métalliques rassemblent les charges, ce qui génère une tension connue sous le nom de piézoélectricité.
Dans cette méthode, l'effet piézoélectrique fonctionne comme une petite batterie, car il produit de l'électricité . Donc, cela s'appelle le effet piézoélectrique direct . Il existe plusieurs dispositifs qui peuvent utiliser des effets piézoélectriques directs tels que des capteurs de pression, des microphones, des hydrophones et des types de capteurs.
Effet piézoélectrique inverse
L'inverse ou effet piézoélectrique inverse peut être défini comme, chaque fois que l'effet piézoélectrique est inversé. Cela peut être formé en appliquant énergie électrique faire gonfler un cristal. La fonction principale de cet effet est de convertir l'énergie électrique en énergie mécanique.
Effet piézoélectrique inverse
En utilisant cet effet, nous pouvons développer des dispositifs pour générer des ondes sonores audio. Les meilleurs exemples de ces appareils sont des haut-parleurs sinon des buzzers.
Le principal avantage de l'utilisation de ces haut-parleurs est qu'ils sont extrêmement fins, ce qui les rend fonctionnels dans une variété de téléphones. Même les transducteurs de sonar, ainsi que les ultrasons médicaux, utilisent le principe piézoélectrique inverse . Les dispositifs piézoélectriques inversés non audio comprennent des actionneurs ainsi que des moteurs.
Comment utiliser cet effet?
Le cristal piézoélectrique la torsion peut être effectuée selon différentes méthodes à différentes fréquences. Cette torsion peut être appelée mode de vibration. La conception du cristal peut être réalisée dans une variété de formes pour atteindre divers modes de vibration.
Plusieurs modes ont été étendus pour exploiter de nombreuses plages de fréquences afin de comprendre les appareils peu performants, économiques et performants.
Ces modes nous permettent de créer des produits fonctionnant dans la plage de fréquences basses kHz-MHz. Les modes de vibration sont la flexion, la longueur, la zone, le rayon, le cisaillement d'épaisseur, l'épaisseur piégée, l'onde acoustique de surface et l'onde BGS.
La céramique est une collection importante de matériaux piézoélectriques . Murata utilise ces différents modes de vibration ainsi que la céramique pour fabriquer de nombreux produits de valeur tels que les discriminateurs en céramique, les pièges en céramique, la céramique. BPF (filtres passe-bande) , des résonateurs céramiques, des buzzers ainsi que des filtres SAW.
Applications d'effet piézoélectrique
Les applications de l'effet piézoélectrique comprennent les suivantes.
- Veuillez consulter le lien pour connaître le projet d'effet piézoélectrique à savoir Système de production d'énergie Footstep .
- Piézoélectrique capteurs sont utilisés dans les applications industrielles pour une variété d'utilisations telles que les capteurs de cognement du moteur, les capteurs de pression, l'équipement de sonar, etc.
- Piézoélectrique actionneurs sont utilisés dans les applications industrielles pour une variété d'utilisations telles que les injecteurs de carburant diesel, les solénoïdes à réponse rapide, le réglage optique, le nettoyage par ultrasons, le soudage par ultrasons, les moteurs piézoélectriques, les actionneurs de pile, les actionneurs à bande, les relais piézoélectriques, etc.
- Transducteurs piézoélectriques sont utilisés dans des applications médicales pour une variété d'utilisations telles que l'imagerie par ultrasons, les procédures ultrasoniques,
- Les actionneurs piézoélectriques sont utilisés dans l'électronique grand public comme les imprimantes piézoélectriques (une imprimante matricielle, une imprimante à jet d'encre), les haut-parleurs piézoélectriques (téléphones portables, écouteurs, jouets produisant du son, cartes de voeux musicales et ballons musicaux). Buzzers piézoélectriques, humidificateurs piézoélectriques et brosses à dents électroniques.
- Les matériaux piézoélectriques sont utilisés dans les applications musicales telles que les micros d'instruments et les microphones.
- La piézoélectricité est utilisée dans les applications de défense telles que la micro-robotique, les balles de changement de cap, etc.
- La piézoélectricité est utilisée dans d'autres applications comme les allumeurs piézoélectriques, la production d'électricité, les MEMS (systèmes mécaniques microélectroniques), les raquettes de tennis, etc.
Il s'agit donc d'un aperçu de la effet piézoélectrique . À partir des informations ci-dessus, enfin, nous pouvons conclure que l'effet piézoélectrique est la capacité de matériaux particuliers à produire de l'énergie électrique lorsqu'une contrainte mécanique est appliquée. Les principales caractéristiques de cet effet sont réversibles ce qui signifie que les matériaux qui génèrent le piézoélectrique direct génèrent également l'effet piézoélectrique inverse. Voici une question pour vous, quel est l'effet piézoélectrique en ultrasons ?
