¿Cuál es el efecto piezoeléctrico?
El efecto piezoeléctrico es una propiedad única de ciertos cristales donde generarán un campo eléctrico o corriente si se someten a estrés físico. También se puede observar el mismo efecto en reversa, donde un campo eléctrico impuesto sobre el cristal pondrá tensión en su estructura. El efecto piezoeléctrico es esencial para los transductores, que son componentes eléctricos utilizados en una amplia variedad de aplicaciones de sensores y circuitos. A pesar de la versatilidad del fenómeno de las aplicaciones en dispositivos electromecánicos, se descubrió en 1880, pero no encontró un uso generalizado hasta aproximadamente la mitad de un siglo después. Los tipos de estructuras cristalinas que exhiben el efecto piezoeléctrico incluyen cuarzo, topacio y sal de Rochelle, que es un tipo de sal de potasio con la fórmula química de Knac 4 h 4 o 6 4H 2 o.
Pierre Curie, que es famosa para ganar el 1903 Noble en los 1903. La radiación con su esposa Marie, se le atribuye DiSin embargo, el efecto piezoeléctrico con su hermano Jacques Curie en 1880. Sin embargo, los hermanos no descubrieron en ese momento el efecto piezoeléctrico inverso, donde la electricidad deforma los cristales. A Gabriel Lippmann, un físico franco-luxemburgo, se le atribuye el descubrimiento del efecto inverso al año siguiente, lo que llevó a su invención del electrómetro Lippmann en 1883, un dispositivo en el corazón del funcionamiento de la primera máquina de electrocardiografía experimental (ECG).
Los efectos piezoeléctricos tienen la propiedad única de desarrollar a menudo miles de voltios de diferencia de potencial de energía eléctrica con niveles de corriente muy bajos. Esto hace que incluso pequeños cristales piezoeléctricos sean objetos útiles para generar chispas en equipos de encendido, como hornos de gas. Otros usos comunes para los cristales piezoeléctricos incluyen controlar movimientos precisos en microscopios, impresoras y relojes electrónicos.
el profesionalEl cese mediante el cual tiene lugar el efecto piezoeléctrico se basa en la estructura fundamental de una red cristalina. Los cristales generalmente tienen un equilibrio de carga donde las cargas negativas y positivas se cancelan con precisión entre sí a lo largo de los planos rígidos de la red de cristal. Cuando este equilibrio de carga se interrumpe aplicando estrés físico a un cristal, la energía es transferida por portadores de carga eléctrica, creando una corriente en el cristal. Con el efecto piezoeléctrico conversador, la aplicación de un campo eléctrico externo al cristal desequilibrará el estado de carga neutral, lo que resulta en estrés mecánico y un ligero reajuste de la estructura de la red.
A partir de 2011, el efecto piezoeléctrico ha sido ampliamente monopolizado y utilizado en todo, desde relojes de cuarzo hasta encendedores de calentadores de agua, parrillas portátiles e incluso algunos encendedores portátiles. En las impresoras informáticas, los cristales minúsculos se usan en las boquillas de los chorro de tinta para bloquear el flujo de tinta. Cuando se les aplica una corriente, se deforman, AlLa tinta baja para fluir sobre el papel en volúmenes cuidadosamente controlados para producir texto e imágenes.
El efecto piezoeléctrico también se puede utilizar para generar sonido para altavoces en miniatura en los relojes y en transductores sónicos para medir distancias entre objetos como los buscadores de sementales en el comercio de construcción. Los transductores ultrasónicos también se basan en cristales piezoeléctricos, así como en muchos micrófonos. A partir de 2011, usan cristales hechos de titanato de bario, titanato de plomo o circonato de plomo, que producen voltajes más bajos que la sal de Rochelle, que era el cristal estándar en formas tempranas de estas tecnologías.
Una de las formas de tecnología más avanzadas para capitalizar el efecto piezoeléctrico a partir de 2011 es el del microscopio de túnel de exploración (STM) que se utiliza para examinar visualmente la estructura de átomos y moléculas pequeñas. El STM es una herramienta fundamental en el campo de la nanotecnología. Los cristales piezoeléctricos utilizados en STM son capaces de generar un movimiento medible en la escalade solo unos pocos nanómetros o mil millones de metros.