پیزوالکتریک چیست؟

پیزوالکتریک چیست؟

واژه‌ی پیزوالکتریک به معنای الکتریسیته‌ای است که ناشی از فشار می‌باشد. این کلمه از دو واژه‌ی یونانی پیزو به معنای فشار‌دادن و الکترون گرفته شده‌است.

اثر پیزوالکتریک (Piezoelectric Effect)

اثر پیزوالکتریک به عنوان یک واکنش خطی-الکترومکانیکی بین دو حالت الکتریکی و مکانیکی در مواد عایق و بلورهایی که تقارن مرکزی ندارند، تعریف می‌شود.

اثر پیزوالکتریک مستقیم

در واقع پیزوالکتریک‌ها موادی هستند که در صورت اعمال فشار یا تنش به آن‌ها، بار الکتریکی در سطوح خاصی از آن‌ها ظاهر می‌شود. این پدیده، اثر پیزوالکتریک مستقیم (Direct piezoelectric Effect) نام دارد که یک فرآیند قابل‌برگشت است.

• یعنی

یعنی به‌طور معکوس هرگاه ماده‌ای با این خاصیت، در یک میدان الکتریکی واقع شود، ابعاد آن تغییر می‌کند (Reverse Piezoelectric Effect). در صورت وارون شدن جهت اعمال تنش یا فشار، جهت قطبش بارهای الکتریکی نیز معکوس می‌شود.

گروه پینیون نمایندگی فروش قطعات مکانیک و الکترونیک از جمله بلبرینگ ، اینورتر و …  بلبرینگ اینورتر

تغییر میدان الکتریکی

با تغییر در جهت میدان الکتریکی اعمال‌شده جهت تغییر ابعاد ماده نیز، تغییر می‌یابد.

مواد استفاده در پیزوالکتریک

سه نوع ماده پیزوالکتریک که به طور عمده در عمل استفاده می شوند. شامل سرامیک های پیزوالکتریک، پلیمرهای پیزوالکتریک و کامپوزیت های پیزوالکتریک می باشند.

• دلیل اهمیت کامپوزیت ها

از این میان کامپوزیت ها به دلیل ویژگی های تطبیق پذیری و تنظیم شوندگی بسیار بالا توجه بیشتری را به خود جلب کرده اند.

این مواد پس از طی پروسه هایی جهت استفاده آسان، در کاربردهای گسترده ای خود را نشان دادند.

کاربرد پیزوالکتریک چیست؟

در سال های اخیرکاربرد مواد پیزوالکتریک بیشتر تحت سه عنوان سنسور، مبدل و محرک شناخته شده است. که به انواع پیزوالکتریک هم میتوان نام برد.

سنسور پیزوالکتریک (Piezoelectric sensor)

یک سنسور پیزوالکتریک می‌تواند با استفاده از اثر پیزوالکتریک مستقیم، اطلاعات را از محدوده‌ی مکانیکی به یک سیگنال الکتریکی قابل پردازش تبدیل کند. سیگنال الکتریکی تولیدشده پس از اعمال اولیه‌ی نیرو، به سرعت کاهش می‌یابد.

• کاربرد

بنابراین این سنسورها برای اندازه‌گیری نیروهایی که در مدت زمان کوتاهی اعمال می‌شوند، بسیار مناسب هستند. اما برای اندازه‌گیری نیروهای استاتیکی مناسب نیستند.

مبدل پیزوالکتریک وسیله‌ای است که یک نوع انرژی را به نوع دیگر تبدیل می‌کند. مبدل‌های پیزوالکتریک در تست‌های غیر‌مخرب و در بسیاری از کاربرد‌ها که نیاز به اندازه‌گیری دقیق در حرکت یا نیرو دارند، استفاده می‌شود.مبدل پیزوالکتریک چیست؟ (Piezoelectric Transducer)

• اثر پیزوالکتریک

در این کاربرد‌ها اثر پیزوالکتریک به صورت معکوس عمل می‌کند. در این حالت ولتاژی به ماده‌ی پیزوالکتریک اعمال می‌شود که باعث تغییر شکل در ماده‌ی پیزوالکتریک می‌گردد. این تغییر شکل که می‌تواند به صورت کشش یا فشار باشد، متناسب با ولتاژ اعمال‌شده است.

محرک پیزوالکتریک چیست؟ (Piezoelectric Actuator)

اعمال ولتاژ الکتریکی به جسم پیزوالکتریک که سبب تغییر شکل در این جسم می‌شود. میزان این تغییر شکل به ولتاژ اعمالی و جهت آن بستگی دارد، به کاربرد پیزوالکتریک‌ها به عنوان محرک شناخته می‌شود.

در واقع محرک‌های پیزوالکتریک شکلی از یک سیستم الکترومکانیک میکروکنترلی هستند که میدان الکتریکی اعمال‌شده به آن‌ها می تواند به حرکت‌هایی در ابعاد میکرومتر یا نانومتر تبدیل شود.