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Piezoelektrizität: Was es ist und Anwendungen


PiezoelektrizitätEine Eigenschaft, die einige Materialien charakterisiert, die unter dem Gesichtspunkt der Stabilität des Systems äquivalente geometrische Konfigurationen aufweisen, jedoch unterschiedlich ausgerichtet sind. Auf diese synthetische Weise gesagt, kann es komplex sein, sich etwas vorzustellen, aber ein paar weitere Zeilen reichen aus, um den Mechanismus zu verstehen, der "klickt" und das Quarz zum Beispiel erhält piezoelektrische Eigenschaften.

Es passiert zu keiner Zeit zufällig, aber wenn diese Art von Das Material wird erwärmt und in ein elektrisches Feld getaucht, das es polarisiert und dann abkühltDies führt zu einer neuen Konfiguration, in der sich die Zellen befinden, aus denen sie bestehen in die gleiche Richtung verformt. Stellen wir uns eine Menschenmenge auf einem Platz vor, die sich, wenn sie an einer der Seiten des Platzes ein ungewöhnliches Geräusch hören, alle in diese Richtung drehen.

Um das zu entdeckenpiezoelektrischer Effekt Ich war 1880 Pierre Curie und Paul-Jacques Curie, Mit Quarz und Fortsetzung ihrer Studien haben sie auch den inversen piezoelektrischen Effekt erkannt.

Piezoelektrizität: was es ist

Aus dem Griechischen πιέζειν, drücken oder komprimieren, ist es die Eigenschaft, die jene kristallinen Materialien charakterisiert, die polarisieren oder Konfigurationen annehmen können, in denen Alle Zellen sind in die gleiche Richtung deformiert. wie gerade dargestellt.

Diese "Choreografie" erzeugt eine Potenzieller unterschied Wenn sie einer mechanischen Verformung ausgesetzt sind, wirken sie direkt piezoelektrisch und führen auch zu einer elastischen Verformung, wenn sie vom Strom durchquert werden.

Dieses letzte Verhalten wird beschrieben als umgekehrter piezoelektrischer Effektoder Lippmann-Effekt, der Wissenschaftler, der es zuerst vermutet hat. Die Verformungen, von denen wir sprechen, im Fall von Piezoelektrizitätliegen in der Größenordnung des Nanometers und die Orientierung der Zellen erfolgt nur in einer bestimmten Richtung, nicht überraschend jedes Mal anders.

Piezoelektrizität: wie es funktioniert

Die Piezoelektrizität zeigt ihre Wirkung in all jenen kristallinen Materialien, die kein Symmetriezentrum haben, so dass sie sich gelegentlich verformen können. Stellen wir uns vor Kristalle bestehend aus mikroskopisch kleinen elektrischen Dipolen Sobald eine Kraft von außen ausgeübt wird, wird derselbe Kristall in einen Kondensator umgewandelt, an den eine Potentialdifferenz angelegt wurde. Dieses weil äußere Kraft komprimiert den Kristall, es verformt seine Struktur und beeinträchtigt seine elektrische Neutralität.

Mit dem Piezoelektrizität das Material, Eine Scheibe hat beispielsweise zwei Flächen mit unterschiedlichen Ladungen, die, wenn sie über einen externen Stromkreis verbunden sind, einen elektrischen Strom erzeugen, oder vielmehr a piezoelektrischer Strom.

Was passiert, wenn eine Potentialdifferenz an die angelegt wird? Kristall? Es erweitert oder verkleinert sich lang, immer entlang einer bestimmten Achse, mit einer Vibration, die auch heftig ist.

Piezoelektrizität: Anwendungen

Das Betrieb eines Gasfeuerzeugs Dass wir jeden Tag verwenden, können wir selbst überprüfen, es könnte auf Piezoelektrizität basieren. Viele und viel aufregender sind die Anwendungen dieser Eigenschaft, im medizinischen Bereich.

Zum Beispiel die Piezochirurgie (Piezochirurgie) wo Ultraschallwellen, die von einem piezoelektrischen Gerät für die Knochenchirurgie erzeugt werden, verwendet werden, um so die Weichteile zu erhalten. Es wird häufig im Dentalbereich und in der Implantologie angewendet.

Dort Piezoelektrizität kommt auch für Ultraschallsonden ins Spiel, mit piezoelektrische Kristalle die in der kombinierten Phase als Aktoren und Sensoren wirken, und dann gibt es die piezoelektrische Lithotripter Auch der Urologie gewidmet, aber Sie riskieren als Experten zu technisches Terrain. Die Bedeutung, die dieser Absatz haben muss, besteht darin, zu zeigen, wie nützlich Piezoelektrizität ist, auch wenn sie „unsichtbar“ und komplex zu erklären ist.

Piezoelektrizität von Quarz

Ein Anwendungsbeispiel für die Piezoelektrizität in anderen Sektoren ist es die piezoelektrisches Mikrofon, Vorrichtung, bei der der von der Sprachvorrichtung auf den Kristall ausgeübte Luftdruck bewirkt, dass die Quarzplatte ein Signal mit der gleichen Frequenz wie die Stimme erzeugt, die sie verursacht hat. Um einen angemessenen Leistungspegel zu erhalten, wird das Signal normalerweise zu einem späteren Zeitpunkt verstärkt. Die inverse Piezoelektrizität liegt stattdessen an der Basis von piezoelektrische Lautsprecher

Piezo Feuerzeug

Kehren wir zum häufigsten Beispiel von zurück angewandte Piezoelektrizität. Das Feuerzeug. Sie sind immer noch da und wenn Sie jetzt verstehen, wie es funktioniert, möchten Sie eines mit 12 Euro, das Sie bei Amazon finden können.

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