Elektrostriction Nedir?

Bir elektrik alanı bir elektrik yalıtkanına uygulandığında, bu yalıtkan bir şekilde deforme olabilir veya değişebilir. Elektrik yalıtkanının bu özelliğine elektrostriksiyon denir. Spesifik olarak, elektrik çarpması gerilme ve elektrik alanı arasındaki veya gerilme ve polarizasyon arasındaki bağlantıdır; bu bağlantı sadece malzemeye bir elektrik alanı uygulandığında gerçekleşir. Elektrostriktif malzemeler, devreyi açmak için küçük bir kuvvete ihtiyaç duyulan kontrol devrelerinde kullanılabilen aktüatörleri oluşturmak için kullanılabilir. Bu malzemeler elektrik alanlarına da çok hızlı tepki verir ve bu malzemeleri yüksek hızlı kontrol devreleri için uygun hale getirir.

Elektrostriction, elektrik akımının zayıf iletkenleri olan bazı malzemelerde meydana gelir. Elektrostriktif malzemelere bir voltaj farkı uygulandığında, bu malzemeler şekil olarak geçici bir değişime uğrarlar. Elektrostriktif olan malzemeler, elektrostriktif materyale uygulanan elektrotlar üzerindeki serbest yüklerin elektrostatik çekimi nedeniyle şekil değiştirirler.

Elektrostriktif malzemeler, elektrik alanı ters çevrilirse, elektrotriktif malzemelerin deformasyon yönünü tersine çevirmeyeceği için manyetik malzemelerden farklıdır. Doğada lineer olan manyetostriksiyonun tersine, elektstriksiyondaki işteki kuvvetleri hesaplamak için ikinci dereceden denklemlerin kullanılması gerekir. Bu elektrostriksiyonun doğrusal olmayan özelliği, elektrostriktif malzemelerin histerezin - ve bunun sonucunda ortaya çıkan atık ısının - manyetik malzemelerin ürettiği kayıplar olmadan elektrik alanlarına tekrarlanabilir bir gerilme tepkisi göstermesini sağlar.

Bir elektrostriktif aktüatör genellikle elektrostriktif polimer malzemelerden yapılır. Her polimer farklı elektrostriksiyon sergiler. Örneğin, silikon polimerler, diğer elektstriktif polimerler ile karşılaştırıldığında yüksek gerilme performansı sergileyebilir.

Yüksek gerilme performansına sahip bir polimer, mekanik gerilmenin düşük gerilme performansına sahip bir polimerden daha önemli olabileceği bir ortam için daha uygundur. Diğer elektrostriktif polimerler - örneğin poliüretan gibi - aynı elektrik koşullarında diğer polimerlerden daha fazla güç üretme kabiliyetine sahiptir. Böyle bir polimer, girdi elektrik enerjisinin daha fazlasının mekanik işe dönüştürülmesine izin verir.

Elektrostriktif malzemeler, malzemeye bir elektrik alanı uygulandığında - genellikle 10 milisaniyeden az - yüksek bir tepki hızına sahiptir. Hızlı tepki veren elektrolitik malzemeler, hassas aletler gibi ultra hızlı devre tepki süreleri gerektiren mekanik ve elektromekanik cihazlarda kullanılabilir. Elektrostriktif malzemeler, genellikle mikrogen ayar cihazları, yağ basıncı servovalfları ve sahada ayarlanabilen piezoelektrik transdüserler gibi mekanik uygulamalarda kullanılır.