Jaký je piezoelektrický účinek?
Piezoelektrický efekt je jedinečnou vlastností určitých krystalů, kde budou generovat elektrické pole nebo proud, pokud jsou podrobeny fyzickému stresu. Stejný účinek lze také pozorovat obráceně, kde uložené elektrické pole na krystal napětí na jeho strukturu. Piezoelektrický účinek je nezbytný pro převodníky, což jsou elektrické komponenty používané v široké škále senzorových a obvodových aplikací. Přes všestrannost jevu pro aplikace v elektromechanických zařízeních byl objeven v roce 1880, ale nezjistil rozšířené používání až asi polovinu století později. Mezi typy krystalických struktur, které vykazují piezoelektrický účinek, patří křemen, topaz a sůl Rochelle, což je typ draselné soli s chemickým vzorcem Knac
o -pierre, který je o 190303, který je známý o 1903. Fyzika pro výzkum záření s manželkou Marie je připisována s DIV roce 1880 se s jeho bratrem Jacques Curie v roce 1880 ukládal piezoelektrický účinek. Bratři však v té době neobjevili inverzní piezoelektrický účinek, kde elektřina deformuje krystaly. Gabriel Lippmann, Franco-Luxembourgish fyzik, je v následujícím roce připsán objev inverzního efektu, který vedl k jeho vynálezu elektrometru Lippmann v roce 1883, zařízení v srdci fungování první experimentální elektrokardiografie (EKG).
Piezoelektrické účinky mají jedinečnou vlastnost, která často vyvíjí tisíce voltů rozdílu s elektrickou energií s velmi nízkými úrovněmi proudu. Díky tomu jsou dokonce i malé piezoelektrické krystaly užitečné objekty pro generování jisker v zapalovacích zařízeních, jako jsou plynové pece. Mezi další běžné použití pro piezoelektrické krystaly patří pro kontrolu přesných pohybů v mikroskopech, tiskáren a elektronických hodinách.
ProCess, kde dochází k piezoelektrickému účinku, je založen na základní struktuře krystalové mřížky. Krystaly mají obecně rovnováhu náboje, pokud se záporné a pozitivní náboje přesně ruší podél tuhých rovin krystalové mřížky. Když je tento rozvážnost náboje narušeno nanesením fyzického napětí na krystal, je energie přenášena elektrickými nosiči náboje a vytváří proud v krystalu. S otočným piezoelektrickým efektem bude aplikovat externí elektrické pole na krystal nevyvážit stav neutrálního náboje, což má za následek mechanické napětí a mírné readingu struktury mřížky.
Od roku 2011 byl piezoelektrický účinek široce monopolizován a používán ve všem od křemenných hodin po zapalovače ohřívače vody, přenosných grilů a dokonce i některých kapesních zapalovačů. V počítačových tiskácích se nepatrné krystaly používají na tryskách inkoustových přípravků k blokování toku inkoustu. Když se na ně aplikuje proud, deformují, alSnížení inkoustu pro proudění na papír v pečlivě ovládaných svazcích za vzniku textu a obrázků.
Piezoelektrický efekt lze také použít ke generování zvuku pro miniaturní reproduktory v hodinek a ve zvukových převodnících pro měření vzdáleností mezi objekty, jako jsou pro vyhledávače stud ve stavebním obchodu. Ultrazvukové převodníky jsou také založeny na piezoelektrických krystalech a na mnoha mikrofonech. Od roku 2011 používají krystaly vyrobené z titanátu barria, titanátu olova nebo olova, které produkují nižší napětí než sůl Rochelle, což byl standardní krystal v raných formách těchto technologií.
Jednou z nejpokročilejších forem technologie k vydělávání na piezoelektrický efekt od roku 2011 je skenovací tunelový mikroskop (STM), který se používá k vizuálnímu zkoumání struktury atomů a malých molekul. STM je základní nástroj v oblasti nanotechnologie. Piezoelektrické krystaly používané v STM jsou schopny generovat měřitelný pohyb na stupnicijen několika nanometrů nebo miliardy metru.