به طور خلاصه اثر پیزوالکتریک چیست و کشف اثر پیزوالکتریک

اثر پیزوالکتریک چیست؟

در مورد اثر پیزوالکتریک، هنگامی که دی الکتریک خاصی توسط یک نیروی خارجی در جهت خاصی تغییر شکل می دهد، قطبش در داخل آن رخ می دهد و بارهای مثبت و منفی در دو سطح متضاد آن ظاهر می شود. هنگامی که نیروی خارجی حذف شود، به حالت بدون بار باز می گردد. این پدیده را اثر پیزوالکتریک مثبت می نامند. هنگامی که جهت نیروی اعمال شده تغییر می کند، قطبیت بار نیز بر این اساس تغییر می کند. برعکس، هنگامی که یک میدان الکتریکی در جهت قطبش دی الکتریک اعمال می شود، این دی الکتریک ها نیز تغییر شکل می دهند. پس از حذف میدان الکتریکی، تغییر شکل دی الکتریک از بین می رود. این پدیده اثر پیزوالکتریک معکوس نامیده می شود مواد PZT پیزو سرامیک . نوعی حسگر که بر اساس اثر پیزوالکتریک دی الکتریک ساخته شده است، سنسور پیزوالکتریک نامیده می شود.

کشف اثر پیزوالکتریک

در سال 1880، برادران پیر کوری و ژاک کوری دریافتند که تورمالین دارای اثر پیزوالکتریک است. در سال 1881، آنها اثر پیزوالکتریک معکوس را از طریق آزمایشات تأیید کردند و ثابت پیزوالکتریک رو به جلو و معکوس را به دست آوردند. در سال 1984، فیزیکدان آلمانی وودمار وویگت (به آلمانی: Woldemar Voigt) استنباط کرد که فقط کریستال های گروه 20 نقطه میانی بدون مرکز متقارن ممکن است اثر پیزوالکتریک داشته باشند.

وضعیت فعلی کاربرد اثر پیزوالکتریک
وقتی دکمه را به آرامی فشار دهید، اجاق گاز بلافاصله شعله آبی روشن کرد. آیا تا به حال متوجه شده اید که چه چیزی این راحتی را برای شما به ارمغان آورده است؟ به ظاهر ساده وصل کنید مبدل دیسک پیزو به سیم و آمپرمتر، و آن را با دست فشار دهید. نشانگر آمپرمتر نیز با آن نوسان می کند - آیا تولید جریان چیز عجیبی است؟ در واقع، این سرامیک پیزوالکتریک است، یک ماده سرامیکی کاربردی که می تواند انرژی مکانیکی و انرژی الکتریکی را به یکدیگر تبدیل کند. سرامیک پیزوالکتریک چه نوع ماده ای است؟ این یک ماده pzt با اثر پیزوالکتریک است. به اصطلاح اثر پیزوالکتریک به تغییر شکل برخی از محیط‌ها در اثر نیرو اشاره دارد که باعث باردار شدن سطح محیط می‌شود. این یک اثر پیزوالکتریک مثبت است. برعکس، هنگامی که یک میدان الکتریکی هیجان انگیز اعمال می شود، محیط به طور مکانیکی تغییر شکل می دهد که به آن اثر پیزوالکتریک معکوس می گویند. این اثر شگفت انگیز توسط دانشمندان در بسیاری از زمینه های مرتبط با زندگی افراد برای دستیابی به عملکردهایی مانند تبدیل انرژی، حس کردن، رانندگی، کنترل فرکانس و غیره استفاده شده است.

سرامیک های پیزوالکتریک دارای ویژگی های حساسی هستند که می توانند ارتعاشات مکانیکی بسیار ضعیف را به سیگنال های الکتریکی تبدیل کنند و می توان از آنها در سیستم های سونار، تشخیص هواشناسی، حفاظت از محیط زیست تله متری، لوازم خانگی و غیره استفاده کرد. پیش بینی آن از قبل دشوار بود، که بشریت را در وضعیت شرم آور قرار داد.

تغییر شکل سرامیک های پیزوالکتریک تحت تاثیر میدان الکتریکی بسیار اندک است و حداکثر بیش از یک ده میلیونیم اندازه آن نیست. این تغییر کوچک را دست کم نگیرید. مکانیسم کنترل دقیق بر اساس این اصل، محرک پیزوالکتریک است. کنترل ابزار و ماشین آلات دقیق، فناوری میکروالکترونیک، مهندسی زیستی و سایر زمینه ها همگی خبرهای خوبی هستند.

دستگاه های کنترل فرکانس مانند رزوناتورها و فیلترها دستگاه های کلیدی هستند که عملکرد تجهیزات ارتباطی را تعیین می کنند. مبدل سرامیکی پیزوالکتریک از این نظر مزایای آشکاری دارد. دارای پایداری فرکانس خوب، دقت بالا و محدوده فرکانس قابل اجرا گسترده و کوچک، غیر رطوبت گیر و با عمر طولانی است. به خصوص در تجهیزات ارتباطی چند کاناله، می تواند ضد تداخل را بهبود بخشد، به طوری که تجهیزات الکترومغناطیسی قبلی نمی توانند با چهره خود روبرو شوند و با سرنوشت جایگزین روبرو می شوند.

بیایید به نوع جدیدی از کمک فنر دوچرخه نگاه کنیم. دستیابی به یک اثر پایدار برای کمک فنرهای عمومی دشوار است. این کنترلر کمک فنر ACX از مواد پیزوالکتریک استفاده می کند تا برای اولین بار عملکرد کمک فنر را به طور پیوسته تغییر دهد. یک سنسور اولتراسونیک حرکت پیستون ضربه را با سرعت 50 بار در ثانیه کنترل می کند. اگر پیستون به سرعت حرکت کند، عموماً به دلیل ضربه سریع ناشی از حرکت در زمین ناهموار است. در این زمان، عملکرد حداکثر جذب شوک باید فعال شود. اگر پیستون به آرامی حرکت کند، نشان می دهد که سطح جاده صاف است و فقط عملکردهای جذب ضربه ضعیف تر مورد نیاز است. می توان گفت که اگرچه سرامیک های پیزوالکتریک مواد جدیدی هستند، اما کاملا غیرنظامی هستند. در فن آوری بالا استفاده می شود، اما بیشتر برای توجه مردم در زندگی است و زندگی بهتری ایجاد می کند.