باختصار ما هو التأثير الكهرضغطي واكتشاف التأثير الكهرضغطي

ما هو التأثير الكهرضغطية

حول التأثير الكهرضغطي، عندما يتشوه عازل معين بواسطة قوة خارجية في اتجاه معين، سيحدث الاستقطاب بداخله، وستظهر الشحنات الموجبة والسالبة على سطحيه المتقابلين. عند إزالة القوة الخارجية، ستعود إلى الحالة غير المشحونة. وتسمى هذه الظاهرة التأثير الكهروإجهادي الإيجابي. عندما يتغير اتجاه القوة المؤثرة، تتغير قطبية الشحنة وفقًا لذلك. على العكس من ذلك، عندما يتم تطبيق مجال كهربائي في اتجاه استقطاب العازل الكهربائي، فإن هذه العوازل سوف تتشوه أيضًا. بعد إزالة المجال الكهربائي، سوف يختفي تشوه العازل الكهربائي. وتسمى هذه الظاهرة التأثير الكهروضغطي العكسي مادة PZT بيزو سيراميك . يُطلق على نوع المستشعر الذي تم تطويره بناءً على تأثير العزل الكهرضغطي اسم مستشعر كهرضغطية.

اكتشاف التأثير الكهرضغطي

في عام 1880، اكتشف الأخوان بيير كوري وجاك كوري أن التورمالين له تأثير كهروضغطي. في عام 1881، تحققوا من التأثير الكهرضغطي العكسي من خلال التجارب وحصلوا على الثوابت الكهرضغطية الأمامية والعكسية. في عام 1984، استنتج الفيزيائي الألماني فودمار فويغت (بالألمانية: Woldemar Voigt) أن بلورات مجموعة 20 نقطة المنتصف فقط بدون مركز متماثل قد يكون لها تأثير كهرضغطية.

الوضع الحالي لتطبيق التأثير الكهرضغطي
عندما تضغط برفق على الزر، يشعل موقد الغاز على الفور لهبًا أزرق. هل أدركت يومًا ما الذي جلب لك هذه الراحة؟ ربط سهل على ما يبدو محول القرص الضغطي إلى السلك ومقياس التيار الكهربائي، واضغط عليه بيدك. يتأرجح مؤشر الأميتر أيضًا معه، فهل من الغريب أن يتم إنتاج تيار؟ في الواقع، هذا هو السيراميك الكهرضغطي، وهو مادة خزفية وظيفية يمكنها تحويل الطاقة الميكانيكية والطاقة الكهربائية لبعضهما البعض. ما هو نوع المادة التي يتكون منها السيراميك الكهرضغطي؟ هذه مادة pzt ذات تأثير كهرضغطية. يشير ما يسمى بالتأثير الكهرضغطي إلى تشوه بعض الوسائط تحت تأثير القوة، مما يؤدي إلى شحن سطح الوسائط. هذا هو تأثير كهرضغطية إيجابي. على العكس من ذلك، عند تطبيق مجال كهربائي مثير، فإن الوسط سوف يتشوه ميكانيكيًا، ويسمى التأثير الكهروضغطي العكسي. وقد طبق العلماء هذا التأثير الرائع في العديد من المجالات المرتبطة ارتباطًا وثيقًا بحياة الناس لتحقيق وظائف مثل تحويل الطاقة والاستشعار والقيادة والتحكم في التردد وما إلى ذلك.

يتميز السيراميك الكهرضغطي بخصائص حساسة، يمكنها تحويل الاهتزازات الميكانيكية الضعيفة للغاية إلى إشارات كهربائية، ويمكن استخدامه في أنظمة السونار، والكشف عن الأرصاد الجوية، والقياس عن بعد، وحماية البيئة، والأجهزة المنزلية، وما إلى ذلك. الزلازل هي كوارث مدمرة، ومصدر الزلزال نشأ في أعماق القشرة الأرضية. وكان من الصعب التنبؤ من قبل، الأمر الذي وضع الإنسانية في موقف محرج.

إن تشوه السيراميك الكهرضغطي تحت تأثير مجال كهربائي صغير جدًا، على الأكثر لا يزيد عن جزء من عشرة ملايين من حجمه. لا تقلل من شأن هذا التغيير البسيط. آلية التحكم الدقيقة القائمة على هذا المبدأ هي المحرك الكهرضغطي. إن التحكم في الأدوات والآلات الدقيقة وتكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة والهندسة الحيوية وغيرها من المجالات كلها أخبار جيدة.

تعد أجهزة التحكم في التردد مثل الرنانات والمرشحات من الأجهزة الرئيسية التي تحدد أداء معدات الاتصالات. يتمتع محول الطاقة الخزفي الكهرضغطي بمزايا واضحة في هذا الصدد. يتميز باستقرار تردد جيد، دقة عالية ونطاق ترددي واسع قابل للتطبيق، وهو صغير وغير استرطابي وطويل العمر. خاصة في معدات الاتصالات متعددة القنوات، يمكنها تحسين مقاومة التداخل، بحيث لا تتمكن المعدات الكهرومغناطيسية السابقة من مواجهة وجهها وتواجه مصيرًا بديلاً.

دعونا نلقي نظرة على نوع جديد من ممتص صدمات الدراجات. من الصعب على ممتصات الصدمات العامة تحقيق تأثير مستقر. تستخدم وحدة التحكم في امتصاص الصدمات ACX مواد كهرضغطية لتوفير وظيفة امتصاص الصدمات المتغيرة باستمرار لأول مرة. يقوم مستشعر بالموجات فوق الصوتية بمراقبة حركة مكبس الصدمات بمعدل 50 مرة في الثانية. إذا تحرك المكبس بسرعة، فذلك يرجع بشكل عام إلى التأثير السريع الناتج عن القيادة على أرض غير مستوية. في هذا الوقت، يجب تفعيل وظيفة امتصاص الصدمات القصوى؛ إذا تحرك المكبس ببطء، فهذا يشير إلى أن سطح الطريق مسطح، وأن وظائف امتصاص الصدمات الأضعف مطلوبة فقط. ويمكن القول أنه على الرغم من أن السيراميك الكهرضغطي عبارة عن مواد جديدة، إلا أنه مدني تمامًا. يتم استخدامه في التكنولوجيا العالية، ولكنه أكثر اهتمامًا بالناس في الحياة، مما يخلق حياة أفضل.