圧電効果と逆圧電効果

圧電効果とは何ですか？

一部の結晶は、外力の特定​​の方向にさらされると変形します。これにより、内部格子間隔が変化し、結晶粒の正と負電荷の中心が分離されて分極現象を形成します。同時に、同じ量が力の2つの表面に現れます。異方性電荷。引っ張る力によって生成される偏光電荷は、圧力によって生成される偏光電荷とは反対です。外力が除去されると、元の非荷電状態に戻ります。機械的エネルギーを電気エネルギーに変換するこの現象は、両弾性効果または陽性圧電効果としても知られる圧電効果と呼ばれ ます 。さらに、方向が変化したときに力が適用されると、電荷の極性も変わります。誘電力によって生成される電荷​​の量は、外力の大きさに比例します。

圧電効果の発見

圧電効果は、1880年に有名なフランスの物理学者ピエール・キュリーとジャック・ポール・キュリーによって発見されました。当初、ピエールは、胸電気現象と結晶の対称性との関係の研究に専念しました。最終的に、兄弟たちは、特定のタイプの誘電体に対する圧力が電気を生成することを発見しました。彼らは、圧力方向と電界強度の関係を体系的に研究し、特定のタイプの誘電体が圧電効果を持っていると予測しました。

圧電効果の主な用途

1）力感受性センサー：力、圧力加速などの測定可能。

2）振動と衝撃センサー：地震計、機械、橋、建物。

3）超音波センサー：ソナーシステム。

4）圧電マイク。

5）イグニッションデバイス：軽い、ガスストーブイグテル、シェル爆発。

逆圧電効果とは何ですか？

名前が示すように、それはポジティブな圧電効果の正反対です。結晶の偏光方向に電界を適用すると、これらの結晶の結晶格子は強い内部応力を受け、電界力の作用下で変形します。可変電界の作用の下で、その内部応力と変形は周期的な変化を起こし、機械的な振動をもたらします。電界が消えると、結晶の変形も消えます。電気エネルギーを機械的エネルギーに変換するこの現象は、電気収縮の現象としても知られる逆圧電効果と呼ばれます。

逆圧電効果の主なアプリケーション

1）超音波加湿器。

2）超音波クリーニングマシン。

3）圧電ブザー。

圧電効果を備えた圧電セラミック

圧力が圧電セラミックに適用されると、ポテンシャル差が生成され、これはポジティブな圧電効果と呼ばれます。それどころか、電圧を適用すると、逆圧電効果と呼ばれる機械的応力が生じます。圧力が高周波振動である場合、高周波電流が生成されます。高周波電気信号が圧電セラミックに適用されると、高周波音響信号、つまり機械的振動が生成されます。これは私たちが通常超音波信号と呼ぶものです。言い換えれば、圧電セラミックは、機械的エネルギーと電気エネルギーの間の変換と逆変換の機能を持っています。

圧電セラミックを使用して、圧電効果と逆圧電効果をテストする

一般的に使用される圧電セラミックは、ジルコン酸チタン酸鉛材料（PZT）材料で作られています。圧電セラミック要素は、丸い真鍮シートにPZT材料で作られた圧電セラミックシートを貼り付けることによって形成されます。それは明らかな圧電効果を持っています。接続は次のとおりです。

まず、ピエゾ電気セラミックシートAの2つのリードをボタンスイッチを介して信号ジェネレーターSに接続します。圧電セラミックシートBの2つのリードをアンプの入力端（ホーン付き）に接続します。黒い密閉泥のある同じ木製の板で作られた箱に、2つの圧電セラミックピースAとBを修正します。オブザーバーがボタンのスイッチを押して信号発電機と圧電セラミックAをオンにすると、逆の圧電効果により、振動を開始し、木製の箱に振動を伝達し、木製の箱の振動が帯電電気電気網にあるため、ピエゾレクトリクリックの電気電気効果があるため、ピエゾレクトリクリックのセラミックb.スピーカーに送信してホーンを鳴らしました。この実験は、圧電効果と逆圧電効果の両方を示しています。

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