Qué es el Efecto Piezoeléctrico – Cómo Funciona y Sus Aplicaciones

El primer efecto piezoeléctrico fue inventado en 1880 por los hermanos de dos científicos, a saber, «Pierre Curie» y «Jacques». Este efecto se encontró a partir de la presión aplicada al cristal, de lo contrario, el cuarzo forma una carga eléctrica en el material. Luego se refirieron a este hecho científico como el efecto piezoeléctrico. Los “hermanos Curie” inventaron rápidamente el “efecto piezoeléctrico inverso«, y después de confirmar que cada vez que se requiere un campo eléctrico a través de los terminales del cristal, dará lugar a la distorsión. Esto se denomina efecto piezoeléctrico inverso. El nombre piezoeléctrico está tomado de la palabra griega. El significado de la palabra piezoeléctrico es presionado si no presionado, mientras que eléctrico significa ámbar.


¿Qué es el efecto piezoeléctrico?

los Efecto piezoeléctrico Puede ser definido como la capacidad de materiales particulares para generar una carga eléctrica en respuesta a la presión mecánica aplicada. Una de las características exclusivas de este efecto es que es reversible. Esto significa que los materiales muestran el efecto piezoeléctrico correcto y también muestran el efecto piezoeléctrico inverso.

Efecto piezoeléctrico

Cada vez que un material piezoeléctrico se somete a tensión mecánica, tiene lugar una transferencia de portadores de carga +ve y -ve dentro del material, que se produce durante un campo eléctrico externo. Cuando se invierten, un campo eléctrico externo también expande el material piezoeléctrico.

Las aplicaciones del efecto piezoeléctrico se refieren principalmente a la fabricación así como a la detección de sonido, microbalanzas, la generación de altas tensiones así como la frecuencia electrónica, la focalización de montajes ópticos muy finos. Esta es la base de una figura de métodos científicos instrumentales por resolución atómica como STM, AFM (microscopios de sonda de barrido). La aplicación común de la efecto piezoeléctrico es la fuente de explosión de los encendedores.

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Ejemplo de efecto piezoeléctrico

Como comentamos, la electricidad se puede generar comprimiendo un material piezoeléctrico. los efecto piezoeléctrico en un cristal es se discute más adelante. El efecto piezoeléctrico se produce durante la compresión del material piezoeléctrico. Un material piezocerámico como el cristal piezoeléctrico se coloca entre las dos placas de metal que se muestran en el siguiente ejemplo. La piezoelectricidad se puede generar cada vez que se presiona el material mediante la aplicación de tensión mecánica.

Ejemplo de efecto piezoeléctrico
Ejemplo de efecto piezoeléctrico

En la figura de arriba, habrá un potencial de voltaje a través del material. Las placas de metal del circuito de arriba pueden ser intercaladas por el cristal piezoeléctrico. Las dos placas de metal unen las cargas, lo que genera un voltaje llamado piezoelectricidad.

En este método, el efecto piezoeléctrico funciona como una pequeña batería, ya que genera electricidad. Por lo tanto, se llama el efecto piezoeléctrico directo. Hay varios dispositivos que pueden utilizar efectos piezoeléctricos directos, como sensores de presión, micrófonos, hidrófonos y tipos de dispositivos de detección.

Efecto piezoeléctrico inverso

Al revés o efecto piezoeléctrico inverso se puede definir como, siempre que se invierte el efecto piezoeléctrico. Esto se puede formar aplicando energía eléctrica para hacer crecer un cristal. La función principal de este efecto es convertir la energía eléctrica en energía mecánica.

Efecto piezoeléctrico inverso
Efecto piezoeléctrico inverso

Usando este efecto, podemos desarrollar dispositivos para generar ondas de sonido de audio. Los mejores ejemplos de estos dispositivos son los altavoces, si no los zumbadores.

La principal ventaja de usar estos parlantes es que son extremadamente delgados, lo que los hace funcionales en una variedad de teléfonos. Incluso los transductores de sonar, así como los ultrasonidos médicos, utilizan la principio piezoeléctrico inverso. Los dispositivos piezoeléctricos inversos que no son de audio incluyen actuadores y motores.

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¿Cómo usar este efecto?

los cristal piezoeléctrico la torsión se puede hacer de diferentes maneras por diferentes frecuencias. Esta torsión se puede llamar modo de vibración. El diseño de cristal se puede hacer en una variedad de formas para lograr varios modos de vibración.
Hay varios modos que se han ampliado para operar muchos rangos de frecuencia para comprender los dispositivos de bajo costo y alto rendimiento.

Estos modos nos permiten crear productos para operar en el rango de baja frecuencia kHz-MHz. Los modos de vibración son flexión, longitud, área, radio, corte de espesor, espesor atrapado, onda acústica superficial y onda BGS.

La cerámica es una importante colección de materiales piezoeléctricos. Murata usa estos diferentes modos de vibración junto con la cerámica para fabricar muchos productos valiosos como discriminadores de cerámica, trampas de cerámica, cerámica BPF (filtros de paso de banda)resonadores cerámicos, zumbadores y filtros SAW.

Aplicaciones de efectos piezoeléctricos

Las aplicaciones del efecto piezoeléctrico incluyen las siguientes.

  • Por favor revise el enlace para el proyecto efecto piezoelectrico a saber Sistema de generación de energía paso a paso.
  • Los sensores piezoeléctricos se utilizan en aplicaciones industriales para una variedad de usos, como sensores de detonación del motor, sensores de presión, equipos de sonar, etc.
  • Los actuadores piezoeléctricos se utilizan en aplicaciones industriales para una variedad de usos, como inyectores de combustible diesel, solenoides de respuesta rápida, sintonización óptica, limpieza ultrasónica, soldadura ultrasónica, motores piezoeléctricos, actuadores para batería, actuadores de tira, relés piezoeléctricos, etc.
  • Los transductores piezoeléctricos se utilizan en aplicaciones médicas para una variedad de usos, como imágenes de ultrasonido, procedimientos de ultrasonido,
  • Los actuadores piezoeléctricos se utilizan en productos electrónicos de consumo como impresoras piezoeléctricas (una impresora de matriz de puntos, una impresora de inyección de tinta), altavoces piezoeléctricos (teléfonos móviles, auriculares, juguetes sonoros, tarjetas de felicitación musicales y globos musicales). Zumbadores piezoeléctricos, humidificadores piezoeléctricos y cepillos de dientes electrónicos.
  • Los materiales piezoeléctricos se utilizan en aplicaciones musicales como pastillas de instrumentos y micrófonos.
  • La piezoelectricidad se utiliza en aplicaciones de defensa como microrobótica, balas de cambio de rumbo, etc.
  • La piezoelectricidad se utiliza en otras aplicaciones, como encendedores piezoeléctricos, generación de energía, MEMS (sistemas mecánicos microelectrónicos), raquetas de tenis, etc.
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Por lo tanto, se trata de una descripción general de la efecto piezoeléctrico. Finalmente, a partir de la información anterior, podemos concluir que el efecto piezoeléctrico es la capacidad de determinados materiales para generar energía eléctrica cuando se les aplica tensión mecánica. Las principales características de este efecto son reversibles, lo que significa que los materiales que generan el piezoeléctrico directo también generan el efecto piezoeléctrico inverso. Aquí hay una pregunta para ti, ¿Qué es el efecto piezoeléctrico en ultrasonido??

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