O que é um oscilador de cristal?
Um oscilador de cristal é um dispositivo usado para transformar energia elétrica ou produzi-la a partir de energia mecânica. Na maioria dos casos, esses osciladores são submetidos a um impulso elétrico que os faz oscilar a uma frequência precisa. A frequência de cada cristal permanece estável a uma variedade de temperaturas e pressões e na presença de muitos materiais e produtos químicos diferentes, tornando-o ideal para operações que exigem tempo preciso em muitas circunstâncias. Esses dispositivos são comumente usados em relógios e eletrônicos, tanto por sua precisão quanto por sua durabilidade.
As propriedades do oscilador de cristal foram descobertas em 1880 por Pierre e Jacques Curie. Esses dois cientistas descobriram que os cristais de quartzo produzirão uma carga elétrica quando forçados a sair da forma e mudarão de forma física quando submetidos a uma carga elétrica, uma propriedade que eles chamaram de efeito piezoelétrico. Experimentos com esses cristais mostraram que eles oscilavam em uma frequência precisa quando a corrente elétrica passava por eles.
Um dos principais componentes de um oscilador de cristal é o próprio cristal. Muitos tipos diferentes de cristais podem ser usados como osciladores, mas a variedade mais comumente usada é o quartzo, que geralmente é cultivado em circunstâncias controladas antes de ser cortado e usado como oscilador. O cristal é cortado em uma fatia fina ou na forma de um diapasão e, em seguida, colocado entre duas placas de metal condutoras. Quando a corrente passa pelo dispositivo, o cristal começa a se expandir e contrair, ou oscilar, em uma frequência precisa. Um amplificador conectado ao oscilador de cristal aumenta a saída do dispositivo que pode ser usado para cronometrar processos mecânicos ou elétricos.
A estabilidade da frequência de um oscilador de cristal o torna ideal para uso em relógios e eletrônicos. O cristal de quartzo tem sido usado para controlar o tempo dos relógios, logo após a descoberta do efeito piezoelétrico. Os relógios com esses osciladores são conhecidos por sua capacidade de suportar mudanças de temperatura e pressão e permanecer precisos por longos períodos de tempo.
Na eletrônica, os osciladores de cristal são frequentemente usados em computadores, telefones celulares e rádios. Os cristais são úteis nesses dispositivos devido à precisão de sua oscilação, o que permite que o cristal seja usado para filtrar frequências indesejadas. O oscilador de cristal também se expande e contrai principalmente ao longo de um eixo, o que confere ao dispositivo uma mudança de fase baixa. Essas duas qualidades permitem cronometrar um processo com precisão e manter um sinal forte, qualidades que o tornam ideal para uso em eletrônica.